JP7264614B2 - Crystal orientation for inductive SAW devices - Google Patents

Crystal orientation for inductive SAW devices Download PDF

Info

Publication number
JP7264614B2
JP7264614B2 JP2018194054A JP2018194054A JP7264614B2 JP 7264614 B2 JP7264614 B2 JP 7264614B2 JP 2018194054 A JP2018194054 A JP 2018194054A JP 2018194054 A JP2018194054 A JP 2018194054A JP 7264614 B2 JP7264614 B2 JP 7264614B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
saw device
carrier substrate
crystal
saw
idt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018194054A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019080313A (en
Inventor
将吾 井上
マーク・ソラル
Original Assignee
コーボ ユーエス，インコーポレイティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コーボ ユーエス，インコーポレイティド filed Critical コーボ ユーエス，インコーポレイティド
Publication of JP2019080313A publication Critical patent/JP2019080313A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7264614B2 publication Critical patent/JP7264614B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
    • H03H9/02551—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of quartz substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
    • H03H3/10—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves for obtaining desired frequency or temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/0222—Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
    • H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
    • H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

関連案件の相互参照
本出願は、２０１７年１０月２３日出願の仮特許出願第６２／５７５，８１９号の利益を主張するものであり、当該仮特許出願の開示は、その全体がここで参照によって本明細書に組み込まれる。 CROSS-REFERENCE TO RELATED MATTER This application claims the benefit of Provisional Patent Application No. 62/575,819, filed October 23, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. incorporated herein by.

本開示は、表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、ＳＡＷ）デバイスに関し、特に、水晶キャリア基板を備えたＳＡＷデバイスに関する。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates to surface acoustic wave (SAW) devices, and more particularly to SAW devices with quartz carrier substrates.

ＳＡＷ共振器やＳＡＷフィルタなどの表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスが、無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）フィルタなどの多くの用途において使用されている。例えば、ＳＡＷフィルタは、一般に、第２世代（Ｓｅｃｏｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、２Ｇ）、第３世代（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、３Ｇ）及び第４世代（Ｆｏｕｒｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、４Ｇ）無線受信機フロントエンド、送受切り換え器及び受信フィルタにおいて使用されている。ＳＡＷフィルタの広範にわたる使用は、少なくとも部分的には、ＳＡＷフィルタが、十分な除去と共に低挿入損失を呈し、広帯域幅を実現することができ、更には、従来の空洞及びセラミックフィルタのごく一部の大きさであるという事実に基づいている。あらゆる電子デバイスと同様に、ＳＡＷデバイスの性能は、システムの全体性能に影響を与え得る重要なパラメータである。この点に関して、高性能ＳＡＷデバイスが求められている。 Surface acoustic wave (SAW) devices such as SAW resonators and SAW filters are used in many applications such as radio frequency (RF) filters. For example, SAW filters are commonly used in Second Generation (2G), Third Generation (3G) and Fourth Generation (4G) radio receiver front ends, duplexers and receive filters. It is used. The widespread use of SAW filters is, at least in part, due to the fact that SAW filters exhibit low insertion loss with sufficient rejection, can achieve wide bandwidths, and are a fraction of conventional cavity and ceramic filters. is based on the fact that the size of As with any electronic device, the performance of SAW devices is an important parameter that can affect the overall performance of the system. In this regard, there is a need for high performance SAW devices.

本明細書に開示された態様は、誘導表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスのための水晶方位（ｑｕａｒｔｚ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を含む。誘導ＳＡＷデバイスは、水晶キャリア基板と、水晶キャリア基板の表面上の圧電層と、水晶キャリア基板に対向する圧電層の表面上の少なくとも１つの櫛形変換器（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、ＩＤＴ）とを備える。水晶キャリア基板は、改善された性能パラメータをＳＡＷデバイスに提供する方位を含む。このようなパラメータには、電気機械結合係数、共振器Ｑ値、周波数温度係数、及びΔ周波数温度係数が含まれる。 Aspects disclosed herein include quartz orientation for induced surface acoustic wave (SAW) devices. An inductive SAW device comprises a quartz carrier substrate, a piezoelectric layer on a surface of the quartz carrier substrate, and at least one Interdigitated Transducer (IDT) on a surface of the piezoelectric layer opposite the quartz carrier substrate. The quartz carrier substrate includes orientations that provide SAW devices with improved performance parameters. Such parameters include electromechanical coupling coefficient, resonator Q factor, frequency temperature coefficient, and delta frequency temperature coefficient.

一態様では、水晶キャリア基板は、Ｙカット水晶基板を５５°～８０°の範囲でＸ軸に沿って回転させることによって得られた平面を含み、伝播方向は、Ｘ軸を当該平面内で７５°～１０５°の範囲で回転させることによって得られる。いくつかの実施形態では、平面は、Ｙカット水晶基板を６０°～８０°の範囲で、または６５°～８０°の範囲で回転させることによって得られる。いくつかの実施形態では、平面は、Ｙカット水晶基板を６６．３１°だけＸ軸に沿って回転させることによって得られる。他の実施形態では、平面は、Ｙカット水晶基板を６９°だけＸ軸に沿って回転させることによって得られる。いくつかの実施形態では、圧電層は、Ｙ～Ｙ＋６０°の間の方位を有するタンタル酸リチウムを含む。他の実施形態では、圧電層は、Ｙ－２０°～Ｙ＋６０°の間の方位を有するニオブ酸リチウムを含む。いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスは、水晶キャリア基板と圧電層との間の誘電体層などの、追加の層を含む。 In one aspect, the quartz carrier substrate comprises a plane obtained by rotating a Y-cut quartz substrate between 55° and 80° along the X-axis, and the propagation direction is 75° within the plane with the X-axis. obtained by rotating in the range of ° to 105°. In some embodiments, the flat surface is obtained by rotating the Y-cut quartz substrate between 60° and 80°, or between 65° and 80°. In some embodiments, the planar surface is obtained by rotating the Y-cut quartz substrate by 66.31° along the X-axis. In another embodiment, the planar surface is obtained by rotating the Y-cut quartz substrate by 69° along the X-axis. In some embodiments, the piezoelectric layer comprises lithium tantalate with an orientation between Y and Y+60°. In other embodiments, the piezoelectric layer comprises lithium niobate with an orientation between Y-20° and Y+60°. In some embodiments, the SAW device includes additional layers, such as a dielectric layer between the quartz carrier substrate and the piezoelectric layer.

いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスの各種層の形状及び方位のパラメータ範囲は、共振周波数より少なくとも１．０７倍高い遮断周波数を提供するように構成されている。パラメータ範囲は、水晶キャリア基板の回転角、圧電層の回転角及び厚さ、ＩＤＴのデューティファクタ及び厚さ、ならびに誘電体層の厚さを含んでもよい。 In some embodiments, the shape and orientation parameter ranges of the various layers of the SAW device are configured to provide a cutoff frequency that is at least 1.07 times higher than the resonant frequency. Parameter ranges may include crystal carrier substrate rotation angle, piezoelectric layer rotation angle and thickness, IDT duty factor and thickness, and dielectric layer thickness.

別の態様では、ＳＡＷデバイスは、水晶キャリア基板と、水晶キャリア基板の表面上の圧電層と、水晶キャリア基板に対向する圧電層の表面上の少なくとも１つのＩＤＴとを備え、水晶キャリア基板の切断面は、αが－５５°～－６５°の範囲にあり、βが１８°～２８°の範囲にあり、γが８５°～９５°の範囲にある；またはαが－５°～５°の範囲にあり、βが－１８°～－２８°の範囲にあり、γが－８５°～－９５°の範囲にある；またはαが５５°～６５°の範囲にあり、βが１８°～２８°の範囲にあり、γが８５°～９５°の範囲にある、のうちの少なくとも１つのオイラー角（α、β、γ）を有する結晶方位を含む。いくつかの実施形態では、結晶方位を、伝搬方向に沿って０°～３０°の範囲で、または１５０°～２１０°の範囲で、または３３０°～３６０°の範囲で回転させている。 In another aspect, a SAW device comprises a quartz carrier substrate, a piezoelectric layer on a surface of the quartz carrier substrate, and at least one IDT on a surface of the piezoelectric layer facing the quartz carrier substrate, wherein the quartz carrier substrate is cut. The plane has α in the range of −55° to −65°, β in the range of 18° to 28°, and γ in the range of 85° to 95°; or α in the range of −5° to 5°. and β is in the range of −18° to −28° and γ is in the range of −85° to −95°; or α is in the range of 55° to 65° and β is 18° 28° and γ in the range of 85°-95°. In some embodiments, the crystal orientation is rotated along the direction of propagation between 0° and 30°, or between 150° and 210°, or between 330° and 360°.

当業者は、添付図面に関連して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、本開示の範囲を認識し、その追加的な態様を理解するであろう。 Those skilled in the art will appreciate the scope of this disclosure and will appreciate additional aspects thereof after reading the following detailed description of the preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本開示のいくつかの態様を例示するものであり、本説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。 The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate several aspects of the disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.

表面弾性波（ＳＡＷ）櫛形変換器（ＩＤＴ）の原理を示す図である。1 illustrates the principle of a surface acoustic wave (SAW) comb transducer (IDT); FIG. ＳＡＷ共振器の図である。1 is a diagram of a SAW resonator; FIG. ＳＡＷ共振器のインピーダンス（Ｚ）の例を示すプロットである。FIG. 4 is a plot showing an example impedance (Z) of a SAW resonator; FIG. はしご形フィルタの原理を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing the principle of a ladder filter; FIG. 共振器とカスケード接続された結合共振フィルタの例を示す図である。FIG. 4 shows an example of a coupled resonant filter cascaded with resonators; キャリア基板、圧電フィルム及び任意層を使用したＳＡＷデバイスを示す図である。FIG. 2 shows a SAW device using a carrier substrate, piezoelectric film and optional layers; 本開示のいくつかの実施形態に係る水晶キャリア基板、圧電フィルム／層及び任意に１つ以上の層を有するＳＡＷデバイスを示す図である。FIG. 10 illustrates a SAW device having a quartz carrier substrate, piezoelectric films/layers and optionally one or more layers according to some embodiments of the present disclosure; ＹカットＺ伝搬水晶におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を表す。6 represents the slowness curves of the bulk elastic modes in a Y-cut Z-propagating crystal. 図９Ａは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスの電気機械結合係数（Ｋ２）をＬＴのみのＳＡＷデバイスと、Ｚ軸に沿った回転角θ全体で比較したプロットである。図９Ｂは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスの共振器Ｑ値（Ｑ）をＬＴのみのＳＡＷデバイスと比較したプロットである。図９Ｃは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスの周波数温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＴＣＦ）をＬＴのみのＳＡＷデバイスと、共振周波数と***振周波数との両方において比較したプロットである。図９Ｄは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦをＬＴのみのＳＡＷデバイスと比較したプロットである。FIG. 9A is a plot comparing the electromechanical coupling coefficient (K2) of an LT/Z propagating SAW device with an LT-only SAW device over rotation angle θ along the Z axis. FIG. 9B is a plot comparing the cavity quality factor (Q) of the LT/Z propagating SAW device with the LT-only SAW device. FIG. 9C is a plot comparing the temperature coefficient of frequency (TCF) of an LT/Z propagating SAW device to an LT-only SAW device at both resonant and anti-resonant frequencies. FIG. 9D is a plot comparing the ΔTCF of the LT/Z-propagating SAW device to the LT-only SAW device. 低速剪断速度の２番目に速い最大値を有するバルク水晶結晶の伝搬方向を示す。The direction of propagation of a bulk quartz crystal with the second fastest maximum of slow shear rate is shown. 図１０の第１の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面を示す。FIG. 11 shows a cut surface of a quartz carrier substrate with the first crystallographic direction of FIG. 10; 図１０の第１の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。Figure 11 shows the slowness curve of the bulk elastic mode in the propagation direction in the cut plane of the quartz carrier substrate with the first crystallographic direction of Figure 10; 図１０の第２の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面を示す。Figure 11 shows a cross-section of the quartz carrier substrate with the second crystal orientation of Figure 10; 図１０の第２の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。11 shows the slowness curve of the bulk elastic mode in the propagation direction in the cut plane of the quartz carrier substrate with the second crystal orientation of FIG. 10; 図１０の第３の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面を示す。FIG. 11 shows a cross-section of the quartz carrier substrate with the third crystal orientation of FIG. 10; 図１０の第３の結晶方向を有する水晶キャリア基板の切断面内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。11 shows the slowness curve of the bulk elastic mode in the propagation direction in the cut plane of the quartz carrier substrate with the third crystallographic direction of FIG. 10; 図１４Ａは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＫ２係数を回転角θ全体で比較したプロットである。図１４Ｂは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＱ値を回転角θ全体で比較したプロットである。図１４Ｃは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＴＣＦを、共振周波数と***振周波数との両方において回転角θ全体で比較したプロットである。図１４Ｄは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦを回転角θ全体で比較したプロットである。FIG. 14A is a plot comparing the K2 coefficients of LT/Z propagation SAW devices, LT-only SAW devices and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. FIG. 14B is a plot comparing the Q factor for LT/Z, LT-only and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. FIG. 14C is a plot comparing the TCF of the LT/Z-propagating SAW device, the LT-only SAW device, and the LT/1,2,3-propagating SAW device at both the resonant and anti-resonant frequencies over the rotation angle θ. be. FIG. 14D is a plot comparing ΔTCF for LT/Z propagation SAW devices, LT-only SAW devices and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. 図１０の第２の結晶方向を有する切断面の改善された性能パラメータと共に回転角θの範囲を示す。FIG. 11 shows the range of rotation angles θ with improved performance parameters for the cut surface with the second crystal orientation of FIG. 10; 図１０の第２の結晶方向の方向範囲を示す。11 shows the orientation range of the second crystal orientation of FIG. 10; 図１７Ａは、弾性エネルギーが圧電層の内部に誘導されるＳＡＷデバイスにおけるバルク遮断周波数の相対位置を示す。図１７Ｂは、弾性エネルギーが水晶キャリア基板のバルク内に放射するＳＡＷデバイスにおけるバルク遮断周波数の相対位置を示す。FIG. 17A shows the relative position of the bulk cutoff frequency in a SAW device where elastic energy is induced inside the piezoelectric layer. FIG. 17B shows the relative position of the bulk cutoff frequency in a SAW device where elastic energy radiates into the bulk of the quartz carrier substrate. いくつかの実施形態に係るＳＡＷデバイスを表す。1 illustrates a SAW device according to some embodiments; Ａは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の水晶キャリア基板の回転角θ１の関数として表したプロットである。Ｂは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の圧電層の回転角θ２の関数として表したプロットである。Ｃは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の誘電体層の厚さｈ３の関数として表したプロットである。Ｄは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を、水晶基板を含まないＳＡＷデバイス、すなわちＬＴのみのＳＡＷデバイスにおける図１８の圧電層の回転角θ２の関数として表したプロットである。A is a plot of simulation results for normalized fs as a function of the rotation angle θ1 of the quartz carrier substrate of FIG. B is a plot of simulation results for normalized fs as a function of the rotation angle θ2 of the piezoelectric layer of FIG. C is a plot of simulation results for normalized fs as a function of dielectric layer thickness h3 of FIG. D is a plot of simulation results for normalized fs as a function of rotation angle θ2 of the piezoelectric layer of FIG. 18 in a SAW device without a quartz substrate, ie, an LT-only SAW device. Ｅは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の圧電層の厚さｈ２の関数として表したプロットである。Ｆは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８のＩＤＴ電極の厚さｈ１の関数として表したプロットである。Ｇは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８のＩＤＴ電極のデューティファクタ（ＤＦ）の関数として表したプロットである。Ｈは、正規化遮断周波数ｆｃに対するシミュレーション結果を図１８の水晶キャリア基板の回転角θ１の関数として表したプロットである。E is a plot of simulation results for normalized fs as a function of thickness h2 of the piezoelectric layer of FIG. F is a plot of simulation results for normalized fs as a function of the thickness h1 of the IDT electrode of FIG. G is a plot of simulation results for normalized fs as a function of duty factor (DF) for the IDT electrodes of FIG. H is a plot of simulation results for the normalized cutoff frequency fc as a function of the rotation angle θ1 of the quartz carrier substrate of FIG.

以下に記載した実施形態は、当業者が実施形態を実施できるようにするために必要な情報を表し、実施形態の実施における最良の形態を示す。添付図面に照らして以下の説明を読むことにより、当業者は、本開示の概念を理解すると共に、本明細書において特に対象とされないこれらの概念の適用例を理解するであろう。これらの概念及び適用例は、開示の範囲及び添付された特許請求の範囲に含まれることを理解すべきである。 The embodiments described below represent the information necessary to enable those skilled in the art to practice the embodiments, and represent the best mode of practicing the embodiments. By reading the following description in light of the accompanying drawings, those skilled in the art will understand the concepts of the present disclosure, as well as applications of those concepts not specifically addressed herein. It is to be understood that these concepts and applications fall within the scope of the disclosure and appended claims.

第１、第２などの用語は、各種要素を記載するために本明細書で使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって制限されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、単に、ある要素を別の要素から区別するために使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱せずに、第１の要素を第２の要素と称することができ、同様に、第２の要素を、第１の要素と称することができる。本明細書で使用される場合、用語「及び／または」は、リストに記載された関連項目のうちの１つ以上のいずれか及び全ての組み合わせを含む。 It will be understood that, although the terms first, second, etc. may be used herein to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another. For example, a first element could be termed a second element, and, similarly, a second element could be termed a first element, without departing from the scope of the present disclosure. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

層、領域または基板などの要素が、別の要素の「上に」ある、または「上まで」延在していると呼ばれるとき、当該要素は、他の要素の直接上にある、または直接上まで延在している場合があり、あるいは介在要素が存在してもよいことが理解されよう。これに対して、ある要素が別の要素の「直接上にある」、または「直接上まで」延在していると呼ばれるとき、介在要素は存在しない。同様に、層、領域または基板などの要素が、別の要素の「上方に」ある、または「上方まで」延在していると呼ばれるとき、当該要素は、他の要素の直接上方にある、または直接上方まで延在している場合があり、あるいは介在要素が存在してもよいことが理解されよう。これに対して、ある要素が別の要素の「直接上方にある」、または「直接上方まで」延在していると呼ばれるとき、介在要素は存在しない。要素が、別の要素に「接続されている」、または「結合されている」と呼ばれるとき、当該要素は、他の要素に直接接続されている、または結合されている場合があり、あるいは介在要素が存在してもよいことも理解されよう。これに対して、ある要素が別の要素に「直接接続されている」、または「直接結合されている」と呼ばれるとき、介在要素は存在しない。 When an element such as a layer, region or substrate is referred to as being “on” or extending “over” another element, that element is directly on or directly above the other element. , or there may be intervening elements. In contrast, when an element is referred to as being "directly on" or extending "directly onto" another element, there are no intervening elements present. Similarly, when an element such as a layer, region or substrate is said to be “above” or extend “above” another element, that element is directly above the other element. Or it may extend directly upwards, or it will be understood that there may be intervening elements. In contrast, when an element is referred to as being "directly above" or extending "directly above" another element, there are no intervening elements present. When an element is referred to as being “connected” or “coupled” to another element, that element may be directly connected or coupled to the other element or may have intervening elements. It will also be appreciated that elements may be present. In contrast, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly coupled" to another element, there are no intervening elements present.

「下」または「上」または「上方」または「下方」または「水平」または「垂直」などの相対的な用語を本明細書で使用して、図面に示したように、ある要素、層または領域と別の要素、層または領域との関係を説明する場合がある。これらの用語及び上述したものは、図面に表された方位に加えてデバイスの種々の方向を含むように意図されることが理解されよう。 Relative terms such as “lower” or “upper” or “above” or “lower” or “horizontal” or “vertical” are used herein to refer to an element, layer or A region may describe its relationship to another element, layer, or region. It will be understood that these terms and those described above are intended to include various orientations of the device in addition to the orientation depicted in the drawings.

本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、開示を限定するように意図されない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、特に文脈が明確に指示していない限り、複数形も含むように意図される。用語「備える」、「備えている」、「含む」及び／または「含んでいる」は、本明細書で使用されるとき、明言された特徴、整数、ステップ、操作、要素及び／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素及び／またはこれらのグループの存在及び／または追加を排除しないことが更に理解されよう。 The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the disclosure. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. The terms “comprise,” “comprise,” “include,” and/or “contain,” as used herein, refer to the specified features, integers, steps, operations, elements and/or components. , does not preclude the presence and/or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof.

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、本明細書及び関連技術の文脈におけるその意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、理想的な意味または過度に形式的な意味には、本明細書でそのように明確に定義されていない限り解釈されないことが更に理解されよう。 Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Terms used herein are to be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of this specification and the related art, and ideal or overly formal meanings include: It is further understood that nothing is to be construed herein unless expressly defined as such.

本明細書に開示された態様は、誘導表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスのための水晶方位を含む。誘導ＳＡＷデバイスは、水晶キャリア基板と、水晶キャリア基板の表面上の圧電層と、水晶キャリア基板に対向する圧電層の表面上の少なくとも１つの櫛形変換器（ＩＤＴ）とを備える。水晶キャリア基板は、改善された性能パラメータをＳＡＷデバイスに提供する方位を含む。このようなパラメータには、電気機械結合係数、共振器Ｑ値、周波数温度係数（ＴＣＦ）、及び共振周波数のときのＴＣＦと***振周波数のときのＴＣＦとの間の差（ΔＴＣＦ）が含まれる。 Aspects disclosed herein include crystal orientations for induced surface acoustic wave (SAW) devices. An inductive SAW device comprises a quartz carrier substrate, a piezoelectric layer on a surface of the quartz carrier substrate, and at least one interdigitated transducer (IDT) on a surface of the piezoelectric layer opposite the quartz carrier substrate. The quartz carrier substrate includes orientations that provide SAW devices with improved performance parameters. Such parameters include the electromechanical coupling factor, the resonator Q factor, the temperature coefficient of frequency (TCF), and the difference between the TCF at the resonant frequency and the TCF at the antiresonant frequency (ΔTCF). .

無線周波数（ＲＦ）ＳＡＷデバイスが剪断水平波を使用している場合の損失の主な要因は、ＳＡＷデバイスのバルク基板内への弾性放射である。この放射を抑制する方法は、キャリア基板上に積層させた圧電フィルムまたは層を使用することである。本開示は、キャリア基板として水晶を使用することに関する。水晶は、粘性損失が小さく、誘電率が小さく、かつ温度感応性が低いという利点を提示する。更に、ケイ素（Ｓｉ）と比較すると、基板内の抵抗損失が、水晶の場合には存在しない。いくつかの実施形態では、水晶基板のための最適な方位が開示される。 A major source of loss when radio frequency (RF) SAW devices use shear horizontal waves is elastic radiation into the bulk substrate of the SAW device. A way to suppress this radiation is to use a piezoelectric film or layer laminated onto a carrier substrate. The present disclosure relates to using quartz as a carrier substrate. Quartz offers the advantages of low viscous losses, low dielectric constant, and low temperature sensitivity. Furthermore, in comparison to silicon (Si), resistive losses in the substrate are absent in the case of quartz. In some embodiments, optimal orientations for quartz substrates are disclosed.

本開示の実施形態について更に詳しく説明する前に、ＳＡＷデバイス及びいくつかの関連する課題について述べることは有益である。ＳＡＷフィルタは、圧電基板の表面における弾性波の伝搬を利用する。図１は、ＳＡＷ ＩＤＴ１０の一例を示す。図に示すように、ＩＤＴ１０は、圧電基板（図示せず）の表面上に（例えば、直接上に）堆積されている２つの電極１２－１及び１２－２を含む。電圧は、２つの電極１２－１と１２－２との間に印加される。これにより、２つの電極１２－１と１２－２との間に電界が生じ、圧電効果によってＳＡＷが生成される。一連の電極が交互の電位にあるため、２つの連続電極の電界は逆方向である。これは、ＩＤＴ１０が、電極ピッチが弾性波長の半分であるときにその最大効率を有することを意味する。 Before discussing embodiments of the present disclosure in greater detail, it is useful to discuss SAW devices and some related issues. A SAW filter utilizes the propagation of acoustic waves on the surface of a piezoelectric substrate. FIG. 1 shows an example of a SAW IDT 10. FIG. As shown, IDT 10 includes two electrodes 12-1 and 12-2 deposited on (eg, directly on) the surface of a piezoelectric substrate (not shown). A voltage is applied between the two electrodes 12-1 and 12-2. This creates an electric field between the two electrodes 12-1 and 12-2 and generates SAW by the piezoelectric effect. Since the series of electrodes are at alternating potentials, the electric fields of two successive electrodes are in opposite directions. This means that the IDT 10 has its maximum efficiency when the electrode pitch is half the elastic wavelength.

図２は、ＳＡＷ共振器１４の一例を示す。ＳＡＷ共振器１４は、２つの格子１８－１と１８－２との間に挿入されたＩＤＴ１６を含む。これらの格子は、図２においてグラウンドに接続されている。２つの格子１８－１及び１８－２は、反射器として作用し、（弾性）空洞を画定する。代替構成では、格子１８－１及び１８－２は信号に接続されてもよく、あるいは格子１８－１及び１８－２はフローティング状態であってもよい。 FIG. 2 shows an example of the SAW resonator 14. As shown in FIG. SAW resonator 14 includes an IDT 16 inserted between two gratings 18-1 and 18-2. These grids are connected to ground in FIG. Two gratings 18-1 and 18-2 act as reflectors and define an (elastic) cavity. In alternative configurations, gratings 18-1 and 18-2 may be connected to a signal, or gratings 18-1 and 18-2 may be left floating.

図３は、共振器インピーダンス（すなわち、例えば、図２のＳＡＷ共振器１４などのＳＡＷ共振器の一例のインピーダンス）の例を示す。図３は、ログスケールである。すなわち、これは、プロットされているａｂｓ（Ｚ）でなく、何らかのスケーリング因子との対数である。図３は、単に説明のためのものである。共振周波数のとき、ＳＡＷ共振器のインピーダンスはゼロに近くなり、ＳＡＷ共振器は短絡回路として作用する。***振周波数のとき、ＳＡＷ共振器のインピーダンスは非常に大きくなり、ＳＡＷ共振器は開放回路として作用する。これらの性質を利用して、はしご形フィルタを設計することが可能である。 FIG. 3 shows an example of a resonator impedance (ie, the impedance of an example SAW resonator, such as SAW resonator 14 of FIG. 2). FIG. 3 is a log scale. That is, it is not the abs(Z) plotted, but the logarithm with some scaling factor. FIG. 3 is for illustration only. At the resonant frequency, the SAW resonator impedance is close to zero and the SAW resonator acts as a short circuit. At the antiresonant frequency, the impedance of the SAW resonator becomes very large and the SAW resonator acts as an open circuit. These properties can be exploited to design ladder filters.

はしご形フィルタ２０の一例を図４に示す。図に示すように、いくつかのＳＡＷ共振器２２－１～２２－７が電気回路内部で接続されている。一般に、はしご形フィルタ２０は、シャント共振器（すなわち、ＳＡＷ共振器２２－１、２２－３、２２－５及び２２－７）がはしご形フィルタ２０の中心周波数の近くに***振周波数を有するように設計される。更に、直列共振器（すなわち、図４の例のＳＡＷ共振器２２－２、２２－４及び２２－６）は、はしご形フィルタ２０の中心周波数の近くにそれらの共振周波数を有するように設計される。従って、中心周波数のとき、シャント共振器は開放回路として作用し、直列共振器は短絡回路として作用し、はしご形フィルタ２０の入力と出力との間が直接接続される。共振周波数のとき、シャント共振器は短絡回路として作用し、はしご形フィルタ２０の伝達関数のノッチが通過帯域下に生じる。同様に、***振周波数のとき、直列共振器は、開放回路として作用し、阻止帯域より上にノッチが生じる。当然、これは単に模式的な説明であり、物理フィルタは、シャント共振器のいくつかの異なる共振周波数と直列共振器の***振周波数とを有することが多い。更に、設計は、共振器の実効共振周波数をシフトさせる容量またはインダクタンスなどの、いくつかの集中素子を含んでもよい。更に、図４に示したフィルタは、（入力で）開始しており、シャント共振器によって（出力で）終了している。当然、これは単に説明のためであり、直列共振器を入力及び／または出力に接続することもできる。図示しないが、はしご形フィルタのための多くの代替構成が可能である。例えば、限定されるものではないが、場合によっては、はしご形フィルタは、いくつかの連続的な直列共振器またはシャント共振器を有してもよい。 An example of a ladder filter 20 is shown in FIG. As shown, several SAW resonators 22-1 to 22-7 are connected inside an electric circuit. In general, ladder filter 20 is configured such that the shunt resonators (ie, SAW resonators 22-1, 22-3, 22-5 and 22-7) have antiresonant frequencies near the center frequency of ladder filter 20. designed to Furthermore, the series resonators (ie SAW resonators 22-2, 22-4 and 22-6 in the example of FIG. 4) are designed to have their resonant frequencies near the center frequency of ladder filter 20. be. Thus, at the center frequency, the shunt resonator acts as an open circuit and the series resonator acts as a short circuit, with a direct connection between the input and output of ladder filter 20 . At the resonant frequency, the shunt resonator acts as a short circuit, causing a notch in the transfer function of ladder filter 20 below the passband. Similarly, at anti-resonant frequencies, the series resonator acts as an open circuit, creating a notch above the stopband. Of course, this is only a schematic description, and physical filters often have several different resonant frequencies for shunt resonators and anti-resonant frequencies for series resonators. Additionally, the design may include some lumped elements, such as capacitances or inductances, that shift the effective resonant frequency of the resonator. Furthermore, the filter shown in FIG. 4 starts (at the input) and ends (at the output) with a shunt resonator. Of course, this is just for illustration and series resonators can also be connected to the input and/or the output. Although not shown, many alternative configurations for the ladder filter are possible. For example, and not by way of limitation, in some cases a ladder filter may have several consecutive series or shunt resonators.

はしご形フィルタに加えて、いわゆる結合共振器フィルタ（Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ、ＣＲＦ）またはダブルモードＳＡＷ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｍｏｄｅ ＳＡＷ、ＤＭＳ）フィルタを設計することが可能である。回路素子としてＳＡＷ共振器を使用する代わりに、ＣＲＦは、２つの反射格子の間にいくつかの変換器を配置することによって設計される。図５に示した例示的なＣＲＦ２４では、３つのＩＤＴ２６－１～２６－３が、２つの反射器２８－１と２８－２との間に配置されている。中心のＩＤＴ２６－２は入力信号に接続されているのに対し、２つの外側のＩＤＴ２６－１及び２６－３は並列に接続されている。２つの反射器２８－１と２８－２との間の空洞は、いくつかの縦モードを有する。ＩＤＴ２６－１～２６－３の対称的な配置を選択することにより、対称的な縦モードのみが励起される。この種類のＣＲＦは、通常、主に２つの縦モードを利用して、入力ＩＤＴ２６－２を出力ＩＤＴ２６－１及び２６－３に結合する。通過帯域幅は、これら２つのモードの周波数差に比例する。結合係数は、フィルタと電気的に整合する可能性を定める。はしご形フィルタに関しては、結合係数をより大きくすると、相対帯域幅をより広くすることができる。図５の例では、ＣＲＦ段の出力ＩＤＴ２６－１及び２６－３は、この例においてＩＤＴ３０ならびに反射器３２－１及び３２－２によって形成された直列共振器に接続されている。 In addition to ladder filters, it is possible to design so-called Coupled Resonator Filters (CRF) or Double Mode SAW (DMS) filters. Instead of using SAW resonators as circuit elements, CRFs are designed by placing several transducers between two reflective gratings. In the exemplary CRF 24 shown in FIG. 5, three IDTs 26-1 through 26-3 are positioned between two reflectors 28-1 and 28-2. The center IDT 26-2 is connected to the input signal, while the two outer IDTs 26-1 and 26-3 are connected in parallel. The cavity between the two reflectors 28-1 and 28-2 has several longitudinal modes. By choosing a symmetrical arrangement of IDTs 26-1 to 26-3, only symmetrical longitudinal modes are excited. This type of CRF typically utilizes primarily two longitudinal modes to couple input IDT 26-2 to output IDTs 26-1 and 26-3. The passband width is proportional to the frequency difference between these two modes. The coupling coefficient defines the probability of electrical matching with the filter. For ladder filters, larger coupling coefficients can lead to wider relative bandwidths. In the example of FIG. 5, the CRF stage output IDTs 26-1 and 26-3 are connected to a series resonator formed in this example by IDT 30 and reflectors 32-1 and 32-2.

より一般的には、１つまたはいくつかのＣＲＦ段を、いくつかのはしご素子のうちの１つにカスケード接続することができる。はしご素子は、直列共振器またはシャント共振器とすることができる。更に、格子間の変換器の数は、例えば、２から９程度の数まで変えることができる。周知のように、変換器の間で空間がずれており、それら変換器の長さ、極性及び周期は、デバイスの性能に対して大きな影響を与える。 More generally, one or several CRF stages can be cascaded into one of several ladder elements. The ladder element can be a series resonator or a shunt resonator. Furthermore, the number of transducers between grids can vary, for example, from two to as many as nine. As is well known, there is a spatial offset between the transducers, and their length, polarity and period have a significant impact on device performance.

いくつかのパラメータは、ＳＡＷ共振器にとって重要である。１つの重要なパラメータは、実効圧電結合係数である。この係数は、***振周波数と共振周波数との間の比に依存する。より大きい結合係数を有するＳＡＷ共振器は、共振と***振との間でより大きい周波数シフトを有し、広帯域フィルタを設計するために使用することができる。結合係数は、主として、選択された圧電基板に依存する。ＳＡＷ共振器の別の重要なパラメータは共振器Ｑ値（Ｑ）である。この値は、ＳＡＷ共振器を用いて設計されたフィルタの挿入損失及びフィルタ応答の急峻度に影響を与える。Ｑ値（Ｑ）は、主としてＳＡＷ共振器内の弾性損失及び電気的損失に依存する。 Several parameters are important for SAW resonators. One important parameter is the effective piezoelectric coupling coefficient. This factor depends on the ratio between the anti-resonance frequency and the resonance frequency. SAW resonators with larger coupling coefficients have larger frequency shifts between resonance and antiresonance and can be used to design broadband filters. The coupling coefficient depends primarily on the piezoelectric substrate chosen. Another important parameter of SAW resonators is the resonator quality factor (Q). This value affects the insertion loss and steepness of the filter response of filters designed with SAW resonators. The quality factor (Q) mainly depends on the elastic and electrical losses in the SAW resonator.

更に、ＳＡＷ共振器の共振周波数は、ＳＡＷの速度に比例する。温度が変化すると、波の速度が変化し、フィルタは周波数においてシフトする。加えて、熱膨張のため、構成要素の寸法が変化し、更なる周波数シフトをも招く。ＳＡＷフィルタは、通常は摂氏（Ｃ）１００度以上の範囲である温度領域にわたって周波数帯を選択可能であることを必要とする。ＳＡＷフィルタの中心周波数の温度感応性が大きいと、結果として、フィルタ応答が周波数においてシフトし、所与の温度範囲内で性能が全体的に低下する。温度感応性は、係数ＴＣＦによって測定される。大半の材料は負のＴＣＦを有し、温度が上昇すると周波数が減少することを意味する。 Furthermore, the resonant frequency of a SAW resonator is proportional to the SAW velocity. As the temperature changes, the wave speed changes and the filter shifts in frequency. In addition, due to thermal expansion, component dimensions change, which also leads to further frequency shifts. SAW filters require selectable frequency bands over a temperature range, typically in the range of 100 degrees Celsius (C) or higher. A large temperature sensitivity of the center frequency of a SAW filter results in a shift in the filter response in frequency and an overall degradation in performance within a given temperature range. Temperature sensitivity is measured by the coefficient TCF. Most materials have a negative TCF, meaning that frequency decreases with increasing temperature.

ＳＡＷフィルタに対する基板の選択は、デバイスの性能にとって非常に重要である。タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）（本明細書では時としてＬＴと略記される）で作られた基板を、通常Ｙ＋０°～Ｙ＋６０°の間の方位、かつＬＴ結晶のＸ軸（すなわち、ＬＴの結晶学的なＸ軸）に沿った伝搬で使用することが一般的である。一般に、Ｙ＋θ、伝播Ｘとして指定された方位は、平面に対する垂線が、θだけ回転させた軸Ｙであることを意味する。この場合、回転は、Ｘ軸の周りで行われる。これらの基板上で、デバイスは、主としていわゆる漏洩ＳＡＷまたは擬似ＳＡＷまたは剪断水平波を励起している。これらの波に関連した機械的変位は、主として電極に対して平行な方向内である。この種類の波の利点は、デバイス周波数の温度安定度を比較的良好に保ちつつ、大きい電気弾性結合を生じさせることである。同様に、Ｙ－２０°～Ｙ＋６０°の間の方位で、かつＸ軸に沿った伝播で、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の基板に対してフィルタを設計することも可能である。この場合、同じ種類の弾性波が励起される。大きい結合係数を得ることができる。 The choice of substrate for SAW filters is very important for device performance. A substrate made of lithium tantalate (LiTaO 3 ) (sometimes abbreviated herein as LT) is placed at an orientation typically between Y+0° and Y+60° and the X-axis of the LT crystal (i.e., the crystal of LT). It is common to use propagation along the optical X-axis. In general, an orientation designated as Y+θ, propagation X means that the normal to the plane is the axis Y rotated by θ. In this case the rotation is done around the X axis. On these substrates the devices mainly excite so-called leaky SAW or quasi-SAW or shear horizontal waves. The mechanical displacement associated with these waves is primarily in the direction parallel to the electrodes. The advantage of this type of wave is that it produces a large electroelastic coupling while maintaining relatively good temperature stability of the device frequency. Similarly, it is possible to design filters for a substrate of lithium niobate (LiNbO 3 ) with orientations between Y−20° and Y+60° and propagation along the X axis. In this case, the same kind of acoustic wave is excited. A large coupling coefficient can be obtained.

漏洩ＳＡＷを励起するＳＡＷデバイスを設計するとき、周知の課題は伝搬損失の存在である。この損失があると、ＳＡＷ共振器の場合にはＱ値が悪化することになり、ＳＡＷフィルタの場合には急峻な周波数推移及び低挿入損失を実現することができなくなる。これらの伝搬損失は、速度が漏洩ＳＡＷの速度に近いときにバルクモードが存在することに起因する。これにより、弾性エネルギーがバルク内に放射または散乱することになる。 A well-known problem when designing SAW devices to excite leaky SAWs is the presence of propagation loss. If there is this loss, the Q value deteriorates in the case of the SAW resonator, and it becomes impossible to realize a steep frequency transition and low insertion loss in the case of the SAW filter. These propagation losses are due to the presence of bulk modes when the velocity is close to that of the leaky SAW. This causes elastic energy to radiate or scatter into the bulk.

このバルク放射を抑制する方法は、本明細書では圧電層またはフィルムと呼ばれる圧電材料の層をキャリア基板の表面上に（例えば、直接上に）結合または堆積させた層状基板を使用することである。キャリア基板３８上に結合または堆積させた圧電層またはフィルム３６を含むＳＡＷデバイス３４の一例を図６に示す。図に示すように、ＳＡＷデバイス３４は、キャリア基板３８、キャリア基板３８の表面上の（例えば、直接上の）１つ以上の任意層４０、キャリア基板３８に対向する１つ以上の任意層４０の表面上の圧電層３６、及びキャリア基板３８に対向する圧電層３６の表面上の金属変換器またはＩＤＴ４２を備える。あるいは、任意層（複数可）４０を無くして、圧電層３６がキャリア基板３８の表面上に（例えば、直接上に）あるようにしてもよい。任意層４０は、１つ以上の誘電体層、金属層、圧電層及びこれらの組み合わせを含んでもよい。 A method of suppressing this bulk radiation is to use a layered substrate in which a layer of piezoelectric material, referred to herein as a piezoelectric layer or film, is bonded or deposited onto (e.g., directly onto) the surface of a carrier substrate. . An example of a SAW device 34 comprising a piezoelectric layer or film 36 bonded or deposited on a carrier substrate 38 is shown in FIG. As shown, the SAW device 34 includes a carrier substrate 38, one or more optional layers 40 on (e.g., directly on) a surface of the carrier substrate 38, and one or more optional layers 40 opposite the carrier substrate 38. and a metal transducer or IDT 42 on the surface of the piezoelectric layer 36 opposite the carrier substrate 38 . Alternatively, the optional layer(s) 40 may be eliminated so that the piezoelectric layer 36 rests on (eg, directly on) the surface of the carrier substrate 38 . Optional layer 40 may include one or more dielectric layers, metal layers, piezoelectric layers, and combinations thereof.

ＳＡＷが伝搬する方向におけるキャリア基板３８のバルク弾性波（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、ＢＡＷ）速度が（擬似）ＳＡＷデバイス３４の速度より速い場合、圧電層３６の内部に弾性エネルギーを誘導することが可能であり、バルク内への損失（すなわち、基板内への損失）を無効化することができる。いくつかの中間層（例えば、１つ以上の任意層４０）を、圧電層３６とキャリア基板３８との間に配置することができる。これらの層は、弾性誘導または圧電結合を改善するために使用することができ、または、それらは、デバイスの製造プロセスのために必要とされる場合がある。例えば、この種類のアプローチは、「ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＷＡＶＥＳ ＧＵＩＤＥＤ ＩＮ Ａ ＦＩＮＥ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＦＩＬＭ ＢＯＮＤＥＤ ＷＩＴＨ Ａ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＢＯＮＤＩＮＧ ＯＮ Ａ ＢＥＡＲＩＮＧ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題する、２００２年９月３日に発行された米国特許第６，４４５，２６５号；「ＤＩＳＰＯＳＩＴＩＦ Ａ ＯＮＤＥＳ ＡＣＯＵＳＴＩＱＵＥＳ ＧＵＩＤＥＥＳ ＤＡＮＳ ＵＮＥ ＦＩＮＥ ＣＯＵＣＨＥ ＤＥ ＭＡＴＥＲＩＡＵ ＰＩＥＺＯ－ＥＬＥＣＴＲＩＱＵＥ ＣＯＬＬＥＥ ＰＡＲ ＵＮＥ ＣＯＬＬＥ ＭＯＬＥＣＵＬＡＩＲＥ ＳＵＲ ＵＮ ＳＵＢＳＴＲＡＴ ＰＯＲＴＥＵＲ ＥＴ ＰＲＯＣＥＤＥ ＤＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ」と題する、２００１年５月２５日に発行されたフランス特許第２７８８１７６号；Ｓｏｌａｌ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，“Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ Ｌａｙｅｒｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｏｎ ４”［１００］ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｗａｆｅｒ ｆｏｒ ＲＦ ＳＡＷ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２００２ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｖｏｌ．１，Ｏｃｔｏｂｅｒ ８－１１，２００２，ｐａｇｅｓ １３１－１３４（以下、「Ｓｏｌａｌ」）；及びＰａｓｔｕｒｅａｕｄ，Ｔ．ｅｔ ａｌ．，“Ｈｉｇｈ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅｓ Ｅｘｃｉｔｅｄ ｏｎ Ｔｈｉｎ－Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＬｉＮｂＯ３ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌａｙｅｒｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｏｎｔｏ Ｓｉｌｉｃｏｎ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ， ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｖｏｌ．５４．Ｎｏ．４，Ａｐｒｉｌ ２００７，ｐａｇｅｓ ８７０－８７６（以下、「Ｐａｓｔｕｒｅａｕｄ」）において提案されている。これらの文献は、キャリア基板の上部の圧電材料の薄層上に組み込まれたＳＡＷデバイスを開示している。他の層は、圧電層とキャリア基板との間に存在することができる。これらの中間層は、通常、誘電体層であるが、場合によっては、金属層を使用することが提案された。圧電層も可能である。キャリア基板内の速度は、弾性波を誘導することができる程度に大きい。 If the Bulk Acoustic Wave (BAW) velocity of the carrier substrate 38 in the direction of SAW propagation is higher than the velocity of the (pseudo) SAW device 34, it is possible to induce elastic energy inside the piezoelectric layer 36. , the loss into the bulk (ie, the loss into the substrate) can be nullified. A number of intermediate layers (eg, one or more optional layers 40) may be disposed between piezoelectric layer 36 and carrier substrate 38. FIG. These layers can be used to improve elastic induction or piezoelectric coupling, or they may be required for the device manufacturing process. For example, this type of approach was published on 02/02/02 entitled "DEVICE WITH ACOUSTIC WAVES GUIDED IN A FINE PIEZOELECTRIC MATERIAL FILM BONDED WITH A MOLECULAR BONDING ON A BEARING SUBSTRATE AND METHOD FOR MAKING THEM". United States Patent No. 6,445,265; "DISPOSITIF A ONDES ACOUSTIQUES GUIDEES DANS UNE FINE COUCCHE DE MATERIAU PIEZO-ELECTRIQUE COLLEEE PARUNE COLLE MOLECULAIRE SUR UN SUBSTRAT FACTORY DEVICE U RTEUR ET , published May 25, 2001, entitled French Patent No. 2788176; Solal, M.; et al. , "Oriented Lithium Niobate Layers Transferred on 4" [100] Silicon Wafer for RF SAW Devices", Proceedings of the 2002 IEEE Ultrasonics Symposium, Vol. (Hereinafter referred to as “Solar” ); and Pastureaud, T.; et al. , "High-Frequency Surface Acoustic Waves Excited on Thin-Oriented LiNbO 3 Single-Crystal Layers Transferred onto Silicon", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectronics, Vol. 54. No. 4, April 2007, pages 870-876 (hereinafter “Pastureaud”). These documents disclose SAW devices integrated on a thin layer of piezoelectric material on top of a carrier substrate. Other layers can be present between the piezoelectric layer and the carrier substrate. These intermediate layers are usually dielectric layers, although in some cases it has been proposed to use metal layers. Piezoelectric layers are also possible. The velocity within the carrier substrate is large enough to guide acoustic waves.

ＳＡＷデバイス３４を製造するために使用されるプロセスは、いくつかの例では、キャリア基板３８、または堆積層（例えば、１つ以上の任意層４０）を備えたキャリア基板３８の上の圧電材料のウェーハのウェーハボンディングを使用する。任意層４０のうちの１つとして酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を使用し、ＳｉＯ２層上に圧電層３６を結合することは比較的一般的でもある。圧電層３６は、米国特許第６，４４５，２６５号；フランス特許第２７８８１７６号；Ｓｏｌａｌ；及びＰａｓｔｕｒｅａｕｄに記載されているように、例えば、イオンスライシングプロセスを利用することによって形成することができる。この場合、圧電基板は、キャリア基板３８に結合される前に注入される。この注入により、注入エネルギーに応じた深さで圧電基板の内部に欠陥が生じる。これにより、圧電基板を破壊し、圧電材料の薄層を圧電層３６としてキャリア基板３８の表面に残存させることができる。このアプローチの欠点は、圧電基板の厚さが注入エネルギーによって制限されることであり、０．数マイクロメートルより厚い圧電層を得ることは困難である。更に、注入は、圧電フィルムに損傷を与え得るため、損失がより大きくなる、または結合係数がより小さくなる。このプロセスは、一般に「イオンスライシング」と呼ばれる。別のプロセスは、圧電材料の薄層（すなわち、圧電層３６）を得るために圧電基板を研磨することからなる。この場合、厚さの精度を得るのが困難であり、通常、周波数と、周波数の感度を最小化する層厚とを選択することが製造プロセスにとって良好な実施である。 The process used to fabricate the SAW device 34, in some examples, includes a carrier substrate 38 or a piezoelectric material on a carrier substrate 38 with deposited layers (eg, one or more optional layers 40). Using wafer bonding of wafers. It is also relatively common to use silicon oxide (SiO 2 ) as one of the optional layers 40 and bond the piezoelectric layer 36 onto the SiO 2 layer. Piezoelectric layer 36 may be formed, for example, by utilizing an ion slicing process, as described in US Pat. No. 6,445,265; French Patent No. 2,788,176; Solar; and Pastureaud. In this case the piezoelectric substrate is injected before being bonded to the carrier substrate 38 . This implantation creates defects inside the piezoelectric substrate at a depth that depends on the implantation energy. This can destroy the piezoelectric substrate and leave a thin layer of piezoelectric material as the piezoelectric layer 36 on the surface of the carrier substrate 38 . A drawback of this approach is that the thickness of the piezoelectric substrate is limited by the implant energy, and It is difficult to obtain piezoelectric layers thicker than a few micrometers. In addition, injection can damage the piezoelectric film, resulting in higher losses or lower coupling coefficients. This process is commonly referred to as "ion slicing". Another process consists of polishing the piezoelectric substrate to obtain a thin layer of piezoelectric material (ie, piezoelectric layer 36). In this case, thickness accuracy is difficult to obtain and it is usually good practice for the manufacturing process to choose a frequency and layer thickness that minimizes frequency sensitivity.

キャリア基板３８の選択は、良好な性能を得るために非常に重要である。米国特許第６，４４５，２６５号及びフランス特許第２７８８１７６号は、ガラス、サファイア、Ｓｉまたはガリウム砒素で作られたキャリア基板を開示しているが、普通使用されるキャリア基板は、Ｓｉで作られたものである。Ｓｉの１つの課題は、その導電率であり、これによって誘電作用による損失が生じる。これは、注入によってＳｉを処理することによって、または圧電層３６とキャリア基板３８との間に比較的厚い層を使用することによって低減することができる。ＳＡＷデバイス３４の製造コストを高くすることに加えて、堆積層を使用すると、良好な品質の堆積材料を得ることが困難であるために弾性伝搬損失が多少増大し得る。この課題は、ＳｉＯ２層がキャリア基板３８と圧電層３６との間に使用されるときに存在する。ＳｉＯ２の使用は、その速度の温度係数が正であるために好都合であり、これを使用して、ＳＡＷデバイス３４のＴＣＦを低減することができる。更に、ＳｉＯ２には、低誘電率を有するという利点がある。これにより、ＳＡＷデバイス３４の容量が減少し、その結合係数が増加する。 The choice of carrier substrate 38 is very important for good performance. US Pat. No. 6,445,265 and French Pat. No. 2,788,176 disclose carrier substrates made of glass, sapphire, Si or gallium arsenide, but commonly used carrier substrates are made of Si. It is a thing. One problem with Si is its conductivity, which causes losses due to dielectric effects. This can be reduced by treating the Si by implantation or by using a relatively thick layer between the piezoelectric layer 36 and the carrier substrate 38 . In addition to increasing the manufacturing cost of the SAW device 34, the use of deposited layers may increase elastic propagation loss somewhat due to the difficulty of obtaining good quality deposited material. This problem exists when a SiO 2 layer is used between the carrier substrate 38 and the piezoelectric layer 36 . The use of SiO 2 is advantageous due to its positive temperature coefficient of velocity, which can be used to reduce the TCF of the SAW device 34 . Furthermore, SiO 2 has the advantage of having a low dielectric constant. This reduces the capacitance of SAW device 34 and increases its coupling coefficient.

図７は、本開示のいくつかの実施形態に係るＳＡＷデバイス４４を示す。図に示すように、ＳＡＷデバイス４４は、水晶キャリア基板４８上の圧電層またはフィルム４６、水晶キャリア基板４８の表面上の（例えば、直接上の）１つ以上の任意層５０、水晶キャリア基板４８に対向する１つ以上の任意層５０の表面上の圧電層４６、水晶キャリア基板４８に対向する圧電層４６の表面上の金属変換器またはＩＤＴ５２、ならびに金属変換器５２の表面及び圧電層４６の露出表面の上の任意に１つ以上の誘電体層５３（例えば、いくつかの実施形態においてドーピングされ得る１つ以上のＳｉＯ２層）を備える。いくつかの実施形態では、ＩＤＴ５２は、１つ以上の誘電体層５３内に埋め込まれる。なお、１つの金属変換器５２のみが示されているが、圧電層４６の表面上には任意の数の１つ以上の金属変換器５２及び格子／反射器があってもよいことを理解すべきである。金属変換器５２の個々の指の間の分離は、ピッチ（ｐ）を定義する。中心周波数波長（λ）またはＩＤＴ周期は、ＩＤＴの指が同じものを反復している場所で定義される。例えば、「単一電極」変換器とも呼ばれ得る単一の交互指を備えたＩＤＴの中心周波数波長（λ）またはＩＤＴ周期は、ピッチ（ｐ）の約２倍である。交互対の指または「二重電極」変換器などの、複数の交互指を備えたＩＤＴの場合、中心周波数波長（λ）またはＩＤＴ周期は、ピッチ（ｐ）の約４倍である。また、１つ以上の層５０及び５３が図７に示されているが、１つ以上の層５０及び５３は任意である。更に、いくつかの実施形態では、１つ以上の層５０及び５３は、少なくとも１つのＳｉＯ２層を含む。この層は、いくつかの実施形態では、ＴＣＦを更に改善するために、例えば、フッ化物またはホウ素などの不純物でドーピングされている。 FIG. 7 shows a SAW device 44 according to some embodiments of the present disclosure. As shown, the SAW device 44 includes a piezoelectric layer or film 46 on a quartz carrier substrate 48 , one or more optional layers 50 on (e.g., directly on) a surface of the quartz carrier substrate 48 , the quartz carrier substrate 48 . the piezoelectric layer 46 on the surface of the one or more optional layers 50 facing the crystal carrier substrate 48, the metal transducers or IDTs 52 on the surface of the piezoelectric layer 46 facing the quartz carrier substrate 48, and the surfaces of the metal transducers 52 and the piezoelectric layer 46. Optionally includes one or more dielectric layers 53 (eg, one or more SiO 2 layers that may be doped in some embodiments) over the exposed surfaces. In some embodiments, IDT 52 is embedded within one or more dielectric layers 53 . It should be understood that although only one metallic transducer 52 is shown, there may be any number of one or more metallic transducers 52 and gratings/reflectors on the surface of the piezoelectric layer 46. should. The separation between individual fingers of metal transducer 52 defines the pitch (p). The center frequency wavelength (λ) or IDT period is defined where the IDT fingers repeat the same. For example, the center frequency wavelength (λ) or IDT period of an IDT with a single alternating finger, which may also be referred to as a “single electrode” transducer, is approximately twice the pitch (p). For an IDT with multiple alternating fingers, such as an alternating pair of fingers or a "dual electrode" transducer, the center frequency wavelength (λ) or IDT period is approximately four times the pitch (p). Also, although one or more layers 50 and 53 are shown in FIG. 7, one or more layers 50 and 53 are optional. Further, in some embodiments, one or more layers 50 and 53 comprise at least one SiO2 layer. This layer is, in some embodiments, doped with impurities such as fluoride or boron to further improve the TCF.

キャリア基板４８のために使用される材料の選択は、ＳＡＷデバイス４４の性能にとって非常に重要である。キャリア基板４８は、以下の性質を有することを必要とする。
・キャリア基板４８は、絶縁性でなければならない。金属基板は、フィルタの入力と出力との間に強い結合を生じさせ、容量を付加する。この容量は、電気弾性結合を低減する。半導体基板は、その導電率のために多少の損失も生じさせる。
・キャリア基板４８は、デバイス容量を低減し、かつ圧電結合を高めるために低誘電率を有する必要がある。
・キャリア基板４８は、小さい弾性粘性損失を有する必要がある。これは、通常、単結晶基板を使用することによって得ることができる。
・キャリア基板４８のＴＣＦは、（絶対値で）小さくすべきであり、可能な場合、負である、圧電層４６のＴＣＦの符号とは逆の符号を有するべきである。加えて、小さい熱膨張係数が好適である。 The choice of material used for carrier substrate 48 is very important to SAW device 44 performance. Carrier substrate 48 is required to have the following properties.
• The carrier substrate 48 must be insulating. The metal substrate creates a strong coupling between the input and output of the filter and adds capacitance. This capacitance reduces the electroelastic coupling. The semiconductor substrate also introduces some loss due to its conductivity.
• The carrier substrate 48 should have a low dielectric constant to reduce device capacitance and enhance piezoelectric coupling.
• The carrier substrate 48 should have a small elastic viscous loss. This can usually be obtained by using a monocrystalline substrate.
• The TCF of the carrier substrate 48 should be small (in absolute value) and, if possible, have a sign opposite to that of the TCF of the piezoelectric layer 46, which is negative. In addition, a small coefficient of thermal expansion is preferred.

弾性デバイスのために広く使用される結晶の１つが水晶である。水晶は、いくつかの利点を提示する。
・水晶は、約４．５の低誘電率を有する。
・水晶は半導体ではない。これは、その導電率が非常に小さいことを意味する。
・水晶は、ＳＡＷ及びＢＡＷデバイスのために広範囲にわたって研究されており、水晶の品質は、粘性損失を低減するために高められている。このために、非常に良好なＱ値を有する共振器は、水晶上の圧電層を使用して得ることができる。
・温度感応性の観点からは、水晶は、温度感応性が低いという利点を有し、ＴＣＦが０になる補償済みカットを有する。
このことから、水晶は、ＳＡＷデバイス４４のキャリア基板４８のための材料として利用される。このようなデバイスの更なる詳細は、２０１６年３月３１日出願の、同一出願人による米国特許出願第２０１７／０２２２６２２号において見ることができる。この出願の全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。 One widely used crystal for elastic devices is quartz. Quartz presents several advantages.
- Quartz has a low dielectric constant of about 4.5.
・Crystal is not a semiconductor. This means that its conductivity is very low.
• Quartz has been extensively investigated for SAW and BAW devices, and the quality of quartz is enhanced to reduce viscous losses. For this reason, resonators with very good Q values can be obtained using piezoelectric layers on quartz crystals.
• From a temperature sensitivity point of view, quartz has the advantage of being less temperature sensitive and has a compensated cut where the TCF goes to zero.
For this reason, quartz is utilized as the material for the carrier substrate 48 of the SAW device 44. FIG. Further details of such a device can be found in commonly assigned US Patent Application No. 2017/0222622, filed March 31, 2016. The entirety of this application is incorporated herein by reference.

前述したように、１つ以上の層５０は任意である。使用する場合、１つ以上の任意層５０は、例えば、総厚（ｔｏｐｔｉｏｎａｌ）を有するＳｉＯ２などの、１つ以上の誘電材料を含んでもよい。任意層（複数可）５０は、通常、それぞれ中心周波数波長（λ）またはＩＤＴ周期より薄い。圧電層４６は、任意の好適な圧電材料（複数可）から形成されている。本明細書に記載されたいくつかの好ましい実施形態では、圧電層４６は、ＬＴまたはＬｉＮｂＯ３から形成されているが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、圧電層４６は、ＩＤＴ周期の２倍未満である厚さ（ｔｐｉｅｚｏ）を有する。他の実施形態では、圧電層４６の厚さ（ｔｐｉｅｚｏ）は、ＩＤＴ周期の１倍未満である。他の実施形態では、圧電層４６の厚さ（ｔｐｉｅｚｏ）は、ＩＤＴ周期の約７０％未満である。更に、例えば、ＳｉＯ２、窒化ケイ素、及び酸化アルミニウムなどの、任意に１つまたはいくつかの誘電体層（すなわち、誘電体層（複数可）５３）を表面に堆積させて、不動態化を実現することができる。電極をＳｉＯ２の誘電体フィルム内に埋め込んでＳＡＷデバイス４４の温度感応性を更に低減することも有利となり得る。 As previously mentioned, one or more layers 50 are optional. If used, the one or more optional layers 50 may comprise one or more dielectric materials, such as SiO 2 having a total thickness (t optional ). Optional layer(s) 50 are typically thinner than the center frequency wavelength (λ) or IDT period, respectively. Piezoelectric layer 46 is formed from any suitable piezoelectric material(s). In some preferred embodiments described herein, piezoelectric layer 46 is formed from LT or LiNbO 3 , but is not so limited. In some embodiments, piezoelectric layer 46 has a thickness (t piezo ) that is less than twice the IDT period. In other embodiments, the thickness (t piezo ) of piezoelectric layer 46 is less than one time the IDT period. In other embodiments, the thickness (t piezo ) of piezoelectric layer 46 is less than about 70% of the IDT period. Additionally, optionally one or several dielectric layers (i.e. dielectric layer(s) 53), such as SiO2 , silicon nitride and aluminum oxide, are deposited on the surface to effect passivation. can be realized. It may also be advantageous to embed the electrodes in a dielectric film of SiO 2 to further reduce the temperature sensitivity of SAW device 44 .

例えば、いくつかの実施形態では、圧電層４６はＬＴであり、圧電層４６の厚さ（ｔｐｉｅｚｏ）はＩＤＴ周期の２倍未満である。更に、いくつかの実施形態では、圧電層４６のために使用されるＬＴは、Ｙ～Ｙ＋６０°の間の方位を有する。いくつかの実施形態では、圧電層４６はＬｉＮｂＯ３であり、圧電層４６の厚さ（ｔｐｉｅｚｏ）はＩＤＴ周期の２倍未満である。更に、いくつかの実施形態では、圧電層４６のために使用されるＬｉＮｂＯ３は、Ｙ－２０°～Ｙ＋６０°の間の方位を有する。 For example, in some embodiments, piezoelectric layer 46 is LT and the thickness of piezoelectric layer 46 (t piezo ) is less than twice the IDT period. Further, in some embodiments, the LT used for piezoelectric layer 46 has an orientation between Y and Y+60°. In some embodiments, the piezoelectric layer 46 is LiNbO 3 and the thickness (t piezo ) of the piezoelectric layer 46 is less than twice the IDT period. Further, in some embodiments, the LiNbO 3 used for piezoelectric layer 46 has an orientation between Y-20° and Y+60°.

上述したように、ＳＡＷが伝搬する方向における水晶キャリア基板のバルク弾性速度が（擬似）ＳＡＷデバイスの速度より速い場合、圧電層の内部に弾性エネルギーを誘導することが可能であり、バルク内への損失を無効化することができる。換言すれば、ＳＡＷが伝搬する方向における水晶キャリア基板のバルク弾性速度が、ＳＡＷデバイスの速度と比較してできる限り速いことが望ましい。 As mentioned above, if the bulk elastic velocity of the quartz carrier substrate in the direction of SAW propagation is higher than that of the (pseudo) SAW device, it is possible to induce elastic energy inside the piezoelectric layer and into the bulk Loss can be nullified. In other words, it is desirable that the bulk elastic velocity of the quartz carrier substrate in the direction of SAW propagation is as high as possible compared to the velocity of the SAW device.

図８は、Ｙカット面水晶内の伝播におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を表す。名目上の伝搬方向はＺ方向である。図８では、切断面５４は、水晶結晶のＹ面に沿って得られる。回転角θは、Ｚ軸に沿った回転角を表す。スローネス曲線は、縦波５６、高速剪断波５８及び低速剪断波６０に対するプロットを含む。図に示すように、最も速い低速剪断速度を伴う結晶方位は、Ｚ方位、すなわちＺ伝搬である。特に、Ｚ方位に沿った速度は、少なくとも４６７０メートル毎秒（ｍ／ｓ）の値を含み得る。全体的に、これは、結晶Ｚ軸に関して１０°より小さい角をなす伝搬方向、すなわちＺ伝搬を伴う水晶キャリア基板が最も速い低速剪断速度を有することを意味する。 FIG. 8 represents the slowness curves of the bulk elastic modes of propagation in a Y-cut facet crystal. The nominal direction of propagation is the Z direction. In FIG. 8, the cutting plane 54 is taken along the Y plane of the quartz crystal. A rotation angle θ represents a rotation angle along the Z-axis. The slowness curves include plots for longitudinal waves 56 , fast shear waves 58 and slow shear waves 60 . As shown, the crystallographic orientation with the fastest slow shear rate is the Z orientation, ie Z propagation. In particular, the velocity along the Z-azimuth may include a value of at least 4670 meters per second (m/s). Overall, this means that quartz carrier substrates with propagation directions angled less than 10° with respect to the crystal Z-axis, ie Z-propagation, have the fastest slow shear rates.

図９Ａ～９Ｄは、Ｚ伝搬水晶基板上にＹ＋４２°ＬＴ圧電層を含む（ＬＴ／Ｚ伝搬）ＳＡＷデバイスの各種の性能パラメータに対するシミュレーション結果を、Ｙ＋４２°ＬＴ圧電基板のみを含む（ＬＴのみ）別のＳＡＷデバイスと比較している。図９Ａは、ＬＴ／Ｚ－伝搬ＳＡＷデバイスの電気機械結合係数（Ｋ２）をＬＴのみのＳＡＷデバイスと、水晶基板のＺ軸に沿った回転角θ全体で比較したプロットである。電気機械結合係数（Ｋ２）は、圧電材料が電気エネルギーから機械エネルギーにどの程度効率的に変換するかに関連し、逆もまた同様である。一般に、Ｋ２が大きいことは、変換効率が上昇したことを意味する。図９Ａに示すように、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスは、ＬＴのみのＳＡＷデバイスより顕著に大きいＫ２を有する。図９Ｂは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスの共振器Ｑ値（Ｑ）をＬＴのみのＳＡＷデバイスと比較したプロットである。Ｑ値がより高いことは、エネルギー損失率がより小さいことを示す。図に示すように、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスは、ＬＴのみのＳＡＷデバイスより顕著に高いＱを有する。図９Ｃは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスのＴＣＦをＬＴのみのＳＡＷデバイスと、共振周波数ｆｓと***振周波数ｆｐとの両方において比較したプロットである。図に示すように、ＴＣＦは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスの場合でもわずかに改善されるに過ぎない。図９Ｄは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦをＬＴのみのＳＡＷデバイスと比較したプロットである。ΔＴＣＦは、共振周波数と***振周波数との間のＴＣＦの差であり、ΔＴＣＦができる限り小さいことが望まれる。図に示すように、ΔＴＣＦは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスにおいてより大きくなる。従って、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスは、Ｋ２及びＱ値の顕著な改善を示すが、ＴＣＦはわずかに増加するに過ぎず、ΔＴＣＦはより悪くなる。 Figures 9A-9D show simulation results for various performance parameters of a SAW device containing a Y+42° LT piezoelectric layer on a Z-propagating quartz substrate (LT/Z-propagation) separately containing only a Y+42° LT piezoelectric substrate (LT only). of SAW devices. FIG. 9A is a plot comparing the electromechanical coupling coefficient (K2) of an LT/Z-propagating SAW device with an LT-only SAW device over the rotation angle θ along the Z-axis of the quartz substrate. The electromechanical coupling coefficient (K2) relates to how efficiently a piezoelectric material converts electrical energy to mechanical energy and vice versa. In general, higher K2 means higher conversion efficiency. As shown in FIG. 9A, the LT/Z propagating SAW device has a significantly larger K2 than the LT-only SAW device. FIG. 9B is a plot comparing the cavity quality factor (Q) of the LT/Z propagating SAW device with the LT-only SAW device. A higher Q value indicates a smaller energy loss rate. As shown, the LT/Z propagation SAW device has a significantly higher Q than the LT-only SAW device. FIG. 9C is a plot comparing the TCF of an LT/Z-propagating SAW device with an LT-only SAW device at both resonant frequency fs and anti-resonant frequency fp. As shown, the TCF is only marginally improved even for the LT/Z propagation SAW device. FIG. 9D is a plot comparing the ΔTCF of the LT/Z-propagating SAW device to the LT-only SAW device. ΔTCF is the difference in TCF between the resonance frequency and the anti-resonance frequency, and it is desired that ΔTCF is as small as possible. As shown, ΔTCF is larger for LT/Z propagating SAW devices. Therefore, the LT/Z propagating SAW device shows a significant improvement in K2 and Q, but only a slight increase in TCF and a worse ΔTCF.

いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスは、Ｋ２、Ｑ、ＴＣＦ及びΔＴＣＦパラメータに改善を施す結晶方位及び伝搬方向を有する水晶キャリア基板を含む。その点に関して、図１０は、低速剪断速度の２番目に速い最大値を有するバルク水晶結晶の伝搬方向を示す。前述したように、Ｚ伝搬方向は最も速い。図１０は、第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４及び第３の結晶方向６６を含む。これらは、水晶結晶の対称性のために互いに全て同等である。第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４及び第３の結晶方向６６は、それぞれＸＹ結晶面からの同一角Ａを含む。加えて、第１の結晶方向６２及び第３の結晶方向６６は、ＸＺ結晶面からオフセットされている同一角Ｂを含むのに対し、第２の結晶方向６４は、ＹＺ結晶面に位置合わせされている。いくつかの実施形態では、第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４及び第３の結晶方向６６を、それらの全てが低速剪断速度の２番目に速い最大値を有するように提供するために、角度Ａは約２３．６９°であり、かつ角度Ｂは約３０°である。いくつかの実施形態では、角Ａは、ＸＹ結晶面から約１０°～約３５°の間の範囲にある。更なる実施形態では、角Ａは、ＸＹ結晶面から約１８°～約２７°の間の範囲にある。いくつかの実施形態では、角Ｂは、約２０°～４０°の間、または約２５°～３５°の間の範囲にある。水晶キャリア基板は、この基板が切断された結晶面に従って特徴付けることができる。例えば、Ｙカット水晶結晶は、結晶のＹ面に沿って、すなわち、ＸＺ平面に沿って、かつ結晶のＹ軸に垂直に切断されている。切断面をＸＺ平面からＸ軸に沿って回転させた場合、水晶キャリア基板は、回転Ｙカットとして特徴付けることができる。従って、第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４または第３の結晶方向６６を含む平面に沿って切断された水晶キャリア基板は、回転Ｙカット結晶方位を有するものとして特徴付けることができる。角ＡがＸＹ結晶面から約１０°～約３５°の間の範囲を含む実施形態の場合、対応する水晶キャリア基板は、５５°～８０°回転Ｙカットとして特徴付けることができる。角ＡがＸＹ結晶面から約１８°～約２７°の間の範囲を含む実施形態の場合、対応する水晶キャリア基板は、６３°～７２°回転Ｙカットとして特徴付けることができる。角ＡがＸＹ結晶面から約２３．６９°を含む実施形態の場合、対応する水晶キャリア基板は、６６．３１°回転Ｙカットとして特徴付けることができる。 In some embodiments, the SAW device includes a quartz carrier substrate having crystallographic orientations and propagation directions that provide improvements in K2, Q, TCF and ΔTCF parameters. In that regard, FIG. 10 shows the direction of propagation of a bulk quartz crystal with the second fastest maximum of slow shear rate. As previously mentioned, the Z direction of propagation is the fastest. FIG. 10 includes a first crystal orientation 62, a second crystal orientation 64 and a third crystal orientation 66. FIG. They are all equivalent to each other because of the symmetry of quartz crystals. A first crystal direction 62, a second crystal direction 64 and a third crystal direction 66 each include the same angle A from the XY crystal plane. In addition, the first crystal direction 62 and the third crystal direction 66 include the same angle B that is offset from the XZ crystal plane, while the second crystal direction 64 is aligned with the YZ crystal plane. ing. In some embodiments, to provide the first crystalline direction 62, the second crystalline direction 64 and the third crystalline direction 66 such that they all have the second fastest maximum value of the slow shear rate Additionally, angle A is approximately 23.69° and angle B is approximately 30°. In some embodiments, angle A ranges between about 10° and about 35° from the XY crystal plane. In a further embodiment, angle A ranges between about 18° and about 27° from the XY crystal plane. In some embodiments, angle B ranges between about 20° and 40°, or between about 25° and 35°. A quartz carrier substrate can be characterized according to the crystallographic plane in which it is cut. For example, a Y-cut quartz crystal is cut along the Y-plane of the crystal, ie, along the XZ plane and perpendicular to the Y-axis of the crystal. If the cut plane is rotated along the X-axis from the XZ-plane, the quartz carrier substrate can be characterized as a rotated Y-cut. Accordingly, a quartz carrier substrate cut along a plane containing first crystal direction 62, second crystal direction 64 or third crystal direction 66 can be characterized as having a rotated Y-cut crystal orientation. For embodiments in which the angle A includes a range between about 10° and about 35° from the XY crystal plane, the corresponding quartz carrier substrate can be characterized as a 55°-80° rotated Y-cut. For embodiments in which the angle A ranges between about 18° and about 27° from the XY crystal plane, the corresponding quartz carrier substrate can be characterized as a 63°-72° rotated Y-cut. For embodiments in which angle A includes approximately 23.69° from the XY crystal plane, the corresponding quartz carrier substrate can be characterized as a 66.31° rotated Y-cut.

図１１Ａは、図１０の第１の結晶方向６２を有する水晶キャリア基板の切断面６８を示す。切断面６８の結晶方位及び伝搬方向は、オイラー角に関して定めることができる。これは、元のＸＹ平面及び伝搬方向と相対的な切断面６８の３次元方位を特徴付ける。例えば、切断面６８の結晶方位は、３つの回転の一組を定めるオイラー角（α，β，γ）によって特徴付けることができる。ここで、αは、Ｚ軸の周りの第１の回転角であり、βは、ここで回転させたＸ軸（またはＸ’）の周りの第２の回転角であり、γは、ここで回転させたＺ軸（Ｚ’）の周りの第３の回転角である。加えて、ノードライン７０は、切断面６８と元のＸＹ平面との間の交差を定め、オイラー角αは、元のＸ軸とノードライン７０との間の角を定め、オイラー角βは、元のＺ軸と回転させたＺ軸との間の角を定め、オイラー角γは、ノードライン７０と回転させたＸ軸との間の角を定める。いくつかの実施形態では、第１の結晶方向６２の切断面６８の前面側（または＋Ｚ軸側）は、オイラー角（－６０°，２３．６９°，９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面６８の前面側の第１の結晶方向６２から１８０°は、オイラー角（－６０°，２３．６９°，－９０°）を含む。第１の結晶方向６２の切断面６８の背面側（または－Ｚ軸側）は、オイラー角（－６０°，－１５６．３１°，－９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面６８の背面側の第１の結晶方向６２から１８０°は、オイラー角（－６０°，－１５６．３１°，９０°）を含む。その点に関して、ＳＡＷデバイスは、Ｘ伝搬方向が９０°である６６．３１°回転Ｙカットの結晶方位を含む水晶キャリア基板を含んでもよい。いくつかの実施形態では、伝搬方向は、９０°のＸ伝搬から外れる場合がある。例えば、Ｘ伝搬方向範囲は、７５°～１０５°、または８０°～１００°、または８７°～９３°を含んでもよい。その点に関して、ＳＡＷデバイスは、Ｘ伝搬方向範囲が７５°～１０５°である５５°～８０°回転Ｙカットの範囲の結晶方位、またはＸ伝搬方向が７５°～１０５°である６３°～７２°回転Ｙカットの範囲の結晶方位、またはＸ伝搬方向範囲が８０°～１００°である５５°～８０°回転Ｙカットの範囲の結晶方位、またはＸ伝搬方向範囲が８７°～９３°である５５°～８０°回転Ｙカットの範囲の結晶方位を含む水晶キャリア基板を備えてもよい。 FIG. 11A shows a cut surface 68 of a quartz carrier substrate having the first crystal orientation 62 of FIG. The crystal orientation and propagation direction of cut plane 68 can be defined in terms of Euler angles. This characterizes the three-dimensional orientation of cut plane 68 relative to the original XY plane and the direction of propagation. For example, the crystal orientation of cut plane 68 can be characterized by the Euler angles (α, β, γ) that define a set of three rotations. where α is the first rotation angle around the Z axis, β is the second rotation angle around the now rotated X axis (or X′), and γ is where A third rotation angle about the rotated Z-axis (Z'). Additionally, nodal line 70 defines the intersection between cutting plane 68 and the original XY plane, Euler angle α defines the angle between the original X axis and nodal line 70, and Euler angle β is Defines the angle between the original Z-axis and the rotated Z-axis, and the Euler angle γ defines the angle between the nodal line 70 and the rotated X-axis. In some embodiments, the front side (or +Z-axis side) of cutting plane 68 in first crystal direction 62 includes Euler angles (-60°, 23.69°, 90°). The opposite direction, ie, 180° from the first crystal direction 62 on the front side of the cutting plane 68, contains the Euler angles (-60°, 23.69°, -90°). The back side (or -Z axis side) of the cutting plane 68 in the first crystal direction 62 includes the Euler angles (-60°, -156.31°, -90°). The opposite direction, ie, 180° from the first crystal direction 62 on the back side of the cutting plane 68, includes the Euler angles (-60°, -156.31°, 90°). In that regard, a SAW device may include a quartz carrier substrate comprising a 66.31° rotated Y-cut crystallographic orientation with an X propagation direction of 90°. In some embodiments, the direction of propagation may deviate from 90° X propagation. For example, the X propagation direction range may include 75° to 105°, or 80° to 100°, or 87° to 93°. In that regard, the SAW device has a crystal orientation ranging from 55° to 80° rotated Y-cut with an X propagation direction ranging from 75° to 105°, or 63° to 72° with an X propagation direction ranging from 75° to 105°. crystal orientations in the range of ° rotated Y-cut, or crystal orientations in the range of 55° to 80° rotated Y-cut with X propagation direction ranges from 80° to 100°, or crystal orientations in the range of X propagation direction from 87° to 93° A quartz carrier substrate comprising a crystal orientation ranging from 55° to 80° rotated Y-cut may be provided.

図１１Ａでは、切断面６８の結晶方位及び伝搬方向は、オイラー角（－６０°，２３．６９°，９０°）から外れるオイラー角を含んでもよい。いくつかの実施形態では、水晶キャリア基板は、オイラー角（α，β，γ）を有する結晶方位を含む。ここで、αは－５５°～－６５°の範囲にあり、βは１８°～２８°の範囲にあり、γは８５°～９５°の範囲にある。 In FIG. 11A, the crystal orientation and propagation direction of cut plane 68 may include Euler angles that deviate from the Euler angles (−60°, 23.69°, 90°). In some embodiments, the quartz carrier substrate includes crystal orientations having Euler angles (α, β, γ). where α ranges from -55° to -65°, β ranges from 18° to 28°, and γ ranges from 85° to 95°.

図１１Ｂは、図１０の第１の結晶方向６２を有する水晶キャリア基板の切断面６８内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。回転角θは、第１の結晶方向６２に沿った回転角を表す。スローネス曲線は、縦波７２、高速剪断波７４及び低速剪断波７６を含む。図に示すように、第１の結晶方向６２は、切断面６８における最も速い低速剪断速度を含む。特に、第１の結晶方向６２に沿った速度は、少なくとも４６２０ｍ／ｓの値を含むことができる。この値は、Ｚ伝搬の速度のみに対する第２の最大値である。 FIG. 11B shows the slowness curves of the bulk elastic modes in the propagation direction in the cut plane 68 of the quartz carrier substrate having the first crystallographic direction 62 of FIG. The rotation angle θ represents the rotation angle along the first crystal direction 62 . The slowness curve includes longitudinal waves 72 , fast shear waves 74 and slow shear waves 76 . As shown, the first crystal direction 62 contains the fastest low shear rate at the cutting plane 68 . In particular, the velocity along the first crystal direction 62 can include a value of at least 4620 m/s. This value is the second maximum for the velocity of Z propagation only.

図１２Ａは、図１０の第２の結晶方向６４を有する水晶キャリア基板の切断面７８を示す。前述したように、水晶結晶の対称性のため、第２の結晶方向６４は第１の結晶方向６２と同等である。ノードライン８０は、切断面７８と元のＸＹ平面との間の交差を定める。切断面７８にとって、ノードライン８０は元のＸ軸に対応する。いくつかの実施形態では、第２の結晶方向６４の切断面７８の前面側（または＋Ｚ軸側）は、オイラー角（０°，－２３．６９°，－９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面７８の前面側の第２の結晶方向６４から１８０°は、オイラー角（０°，－２３．６９°，９０°）を含む。第２の結晶方向６４の切断面７８の背面側（または－Ｚ軸側）は、オイラー角（０°，１５６．３１°，９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面７８の背面側の第２の結晶方向６４から１８０°は、オイラー角（０°，１５６．３１°，－９０°）を含む。第２の結晶方向６４は、９０°のＸ伝搬として特徴付けることができる伝搬方向に対応する。切断面７８の結晶方位は、上記で挙げられたオイラー角から外れるオイラー角を含んでもよい。例えば、前面側の第２の結晶方向６４に対するいくつかの実施形態では、水晶キャリア基板は、オイラー角（α，β，γ）を有する結晶方位を含む。ここで、αは－５°～５°の範囲にあり、βは－１８°～－２８°の範囲にあり、γは－８５°～－９５°の範囲にある。 FIG. 12A shows a cut surface 78 of a quartz carrier substrate having the second crystal orientation 64 of FIG. As previously mentioned, the second crystallographic direction 64 is equivalent to the first crystallographic direction 62 due to the symmetry of quartz crystals. A node line 80 defines the intersection between the cutting plane 78 and the original XY plane. For cutting plane 78, node line 80 corresponds to the original X-axis. In some embodiments, the front side (or +Z axis side) of the cutting plane 78 in the second crystal direction 64 includes Euler angles (0°, −23.69°, −90°). The opposite direction, ie, 180° from the second crystal direction 64 on the front side of the cutting plane 78, contains the Euler angles (0°, −23.69°, 90°). The back side (or −Z-axis side) of the cutting plane 78 in the second crystal direction 64 includes Euler angles (0°, 156.31°, 90°). The opposite direction, ie, 180° from the second crystal direction 64 on the back side of the cutting plane 78, contains the Euler angles (0°, 156.31°, -90°). A second crystal direction 64 corresponds to a propagation direction that can be characterized as 90° X-propagation. The crystal orientation of cut surface 78 may include Euler angles that deviate from the Euler angles listed above. For example, in some embodiments for the second crystal orientation 64 on the front side, the quartz carrier substrate includes crystal orientations having Euler angles (α, β, γ). where α ranges from -5° to 5°, β ranges from -18° to -28°, and γ ranges from -85° to -95°.

図１２Ｂは、図１０の第２の結晶方向６４を含む水晶キャリア基板の切断面７８内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。回転角θは、第２の結晶方向６４に沿った回転角を表す。スローネス曲線は、縦波８２、高速剪断波８４及び低速剪断波８６を含む。図に示すように、第２の結晶方向６４は、切断面７８における最も速い低速剪断速度を含む。特に、第２の結晶方向６４に沿った速度は、少なくとも４６２０ｍ／ｓの値を含むことができる。この値は、第１の結晶方向６２と等しく、Ｚ伝搬の速度のみに対する第２の最大値である。 FIG. 12B shows the bulk elastic mode slowness curves in the direction of propagation in a cut plane 78 of the quartz carrier substrate that includes the second crystallographic direction 64 of FIG. The rotation angle θ represents the rotation angle along the second crystal direction 64 . The slowness curve includes longitudinal waves 82 , fast shear waves 84 and slow shear waves 86 . As shown, the second crystal direction 64 contains the fastest low shear rate at the cutting plane 78 . In particular, the velocity along the second crystal direction 64 can include a value of at least 4620 m/s. This value is equal to the first crystal orientation 62 and is the second maximum for the velocity of Z propagation only.

図１３Ａは、図１０の第３の結晶方向６６を有する水晶キャリア基板の切断面８８を示す。前述したように、水晶結晶の対称性のため、第３の結晶方向６６は、第１の結晶方向６２及び第２の結晶方向６４と同等である。ノードライン９０は、切断面８８と元のＸＹ平面との間の交差を定める。いくつかの実施形態では、第３の結晶方向６６の切断面８８の前面側（または＋Ｚ軸側）は、オイラー角（６０°，２３．６９°，９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面８８の前面側の第３の結晶方向６６から１８０°は、オイラー角（６０°，２３．６９°，－９０°）を含む。第３の結晶方向６６の切断面８８の背面側（または－Ｚ軸側）は、オイラー角（６０°，－１５６．３１°，－９０°）を含む。逆方向、すなわち切断面８８の背面側の第３の結晶方向６６から１８０°は、オイラー角（６０°，－１５６．３１°，９０°）を含む。切断面８８の結晶方位は、上記で挙げられたオイラー角から外れるオイラー角を含んでもよい。例えば、切断面８８の前面側の第３の結晶方向６６に対するいくつかの実施形態では、水晶キャリア基板は、オイラー角（α，β，γ）を有する結晶方位を含む。ここで、αは５５°～６５°の範囲にあり、βは１８°～２８°の範囲にあり、γは８５°～９５°の範囲にある。 FIG. 13A shows a cut surface 88 of a quartz carrier substrate having the third crystal orientation 66 of FIG. As mentioned above, the third crystal direction 66 is equivalent to the first crystal direction 62 and the second crystal direction 64 because of the symmetry of quartz crystals. A node line 90 defines the intersection between the cutting plane 88 and the original XY plane. In some embodiments, the front side (or +Z axis side) of the cutting plane 88 in the third crystal direction 66 includes Euler angles (60°, 23.69°, 90°). The opposite direction, ie, 180° from the third crystallographic direction 66 on the front side of the cutting plane 88, contains the Euler angles (60°, 23.69°, -90°). The back side (or −Z axis side) of the cutting plane 88 in the third crystal direction 66 includes Euler angles (60°, −156.31°, −90°). The opposite direction, ie, 180° from the third crystallographic direction 66 on the back side of the cutting plane 88, contains the Euler angles (60°, -156.31°, 90°). The crystal orientation of cut surface 88 may include Euler angles that deviate from the Euler angles listed above. For example, in some embodiments for the third crystal orientation 66 on the front side of the cut plane 88, the quartz carrier substrate includes crystal orientations having Euler angles (α, β, γ). where α ranges from 55° to 65°, β ranges from 18° to 28°, and γ ranges from 85° to 95°.

図１３Ｂは、図１０の第３の結晶方向６６を含む水晶キャリア基板の切断面８８内の伝搬方向におけるバルク弾性モードのスローネス曲線を示す。回転角θは、第３の結晶方向６６に沿った回転角を表す。スローネス曲線は、縦波９２、高速剪断波９４及び低速剪断波９６を含む。図に示すように、第３の結晶方向６６は、切断面８８における最も速い低速剪断速度を含む。特に、第３の結晶方向６６に沿った速度は、少なくとも４６２０ｍ／ｓの値を含むことができる。この値は、第１の結晶方向６２及び第２の結晶方向６４と等しく、Ｚ伝搬の速度のみに対する第２の最大値である。 FIG. 13B shows the slowness curve of the bulk elastic mode in the direction of propagation in the cut plane 88 of the quartz carrier substrate containing the third crystallographic direction 66 of FIG. The rotation angle θ represents the rotation angle along the third crystal direction 66 . The slowness curve includes longitudinal waves 92 , fast shear waves 94 and slow shear waves 96 . As shown, the third crystal direction 66 contains the fastest low shear rate at the cutting plane 88 . In particular, the velocity along the third crystal direction 66 can include a value of at least 4620 m/s. This value is equal to the first crystal direction 62 and the second crystal direction 64 and is the second maximum for the velocity of Z propagation only.

図１４Ａ～１４Ｄは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス及びＬＴのみのＳＡＷデバイスに対する図９Ａ～９Ｄのシミュレーション結果を、図１０の第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４または第３の結晶方向６６に沿った伝搬方向を有する水晶基板上のＹ＋４２°ＬＴ圧電層を含む（ＬＴ／１，２，３伝搬）ＳＡＷデバイスに対するシミュレーション結果と比較している。シミュレーション結果は、回転角θによってプロットされている。ＬＴ／Ｚ－伝搬ＳＡＷデバイスの回転角θはＺ軸に沿っているのに対し、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスの回転角θは、図１０の第１の結晶方向６２、第２の結晶方向６４または第３の結晶方向６６に沿っている。 14A-14D show the simulation results of FIGS. 9A-9D for LT/Z propagating SAW devices and LT-only SAW devices in either the first crystal orientation 62, the second crystal orientation 64 or the third crystal orientation of FIG. simulation results for a (LT/1,2,3 propagation) SAW device comprising a Y+42° LT piezoelectric layer on a quartz substrate with propagation directions along 66 are compared. The simulation results are plotted by rotation angle θ. The rotation angle θ for the LT/Z-propagating SAW device is along the Z-axis, whereas the rotation angle θ for the LT/1,2,3-propagating SAW device is along the first crystal direction 62, the second along the first crystal direction 64 or the third crystal direction 66.

図１４Ａは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＫ２係数を回転角θ全体で比較したプロットである。図１４Ａに示したように、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスは、ＬＴのみのＳＡＷデバイスのＫ２係数より顕著に大きく、かつ同様に、約０°～３０°及び３３０°～３６０°の範囲を含むある回転角θ全体でＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスのＫ２係数より大きいＫ２係数を有する。 FIG. 14A is a plot comparing the K2 coefficients of LT/Z propagation SAW devices, LT-only SAW devices and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. As shown in FIG. 14A, the LT/1,2,3 propagation SAW device has a K2 coefficient significantly greater than that of the LT-only SAW device, and similarly between about 0°-30° and 330°-360°. It has a K2 coefficient greater than that of the LT/Z propagating SAW device over a range of rotation angles θ.

図１４Ｂは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＱ値を回転角θ全体で比較したプロットである。図に示すように、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＱ値は、回転角θのある範囲においてＬＴのみのＳＡＷデバイスのＱ値より高くなるに過ぎない。例えば、Ｑ値は、波を誘導する効果を生じさせるより速い速度を結晶方位が有するため、回転角θが約０°～３０°の範囲、または約１５０°～２１０°の範囲、または約３３０°～３６０°の範囲を含むときにより高い。前述したように、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスの水晶キャリア基板の伝搬方向は、９０°のＸ伝搬方向を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスの水晶キャリア基板の伝搬方向は、約７５°～１０５°の範囲を含んでもよい。従って、ＳＡＷデバイスは、７５°～１０５°のＸ伝搬方向に沿って０°～３０°の範囲で、または１５０°～２１０°の範囲で、または３３０°～３６０°の範囲で回転させた結晶方位を有する水晶基板を備えてもよい。 FIG. 14B is a plot comparing the Q factor for LT/Z, LT-only and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. As shown, the Q-factor of the LT/1,2,3-propagating SAW device is only higher than that of the LT-only SAW device over a range of rotation angles θ. For example, the Q-value is in the range of about 0° to 30°, or in the range of about 150° to 210°, or about 330°, because crystal orientations have faster velocities that produce wave-guiding effects. higher when including the range from ° to 360°. As previously mentioned, the propagation direction of the quartz carrier substrate of the LT/1,2,3 propagation SAW device may include the 90° X propagation direction. In some embodiments, the propagation direction of the quartz carrier substrate of the LT/1,2,3 propagation SAW device may include a range of about 75°-105°. Thus, the SAW device consists of a crystal rotated from 0° to 30°, or from 150° to 210°, or from 330° to 360° along the X propagation direction of 75° to 105°. An oriented crystal substrate may be provided.

図１４Ｃは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＴＣＦを、共振周波数ｆｓと***振周波数ｆｐとの両方において回転角θ全体で比較したプロットである。図に示すように、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのＴＣＦは、約０°～３０°、または約１５０°～２１０°、または約３３０°～３６０°の回転角θの範囲において、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスとＬＴのみのＳＡＷデバイスとの両方のＴＣＦに比べて顕著に改善されているが、これらの範囲は、最も高いＱ値を提供するのと同じ範囲である。 FIG. 14C compares the TCFs of LT/Z-propagating SAW devices, LT-only SAW devices, and LT/1,2,3-propagating SAW devices at both resonant and anti-resonant frequencies f over rotation angle θ. Plot. As shown, the TCF of the LT/1,2,3 propagation SAW device is These ranges are the same ranges that provide the highest Q values, although the TCFs for both LT/Z-propagating SAW and LT-only SAW devices are significantly improved.

図１４Ｄは、ＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイス、ＬＴのみのＳＡＷデバイス及びＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦを回転角θ全体で比較したプロットである。図に示すように、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦは、全ての回転角θにおいてＬＴ／Ｚ伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦと比較して顕著に改善されている、またはより小さい。加えて、ＬＴ／１，２，３伝搬ＳＡＷデバイスのΔＴＣＦは、約０°～３０°、または約１５０°～２１０°、または約３３０°～３６０°の回転角θの範囲において、ＬＴのみのＳＡＷデバイスのΔＴＣＦより小さいが、これらの範囲は、最も高いＱ値を提供するのと同じ範囲である。従って、Ｘ伝搬方向範囲が７５°～１０５°である５５°～８０°回転Ｙカットの範囲の結晶方位を含む水晶キャリア基板の場合、その一例はＸ伝搬方向が９０°である６６．３１°回転Ｙカットであるが、結晶方位を、伝搬方向に沿って０°～３０°の範囲で、または１５０°～２１０°の範囲で、または３３０°～３６０°の範囲で回転させて、Ｋ２、Ｑ、ＴＣＦ及びΔＴＣＦの顕著に改善された性能パラメータを提供するようにしてもよい。 FIG. 14D is a plot comparing ΔTCF for LT/Z propagation SAW devices, LT-only SAW devices and LT/1,2,3 propagation SAW devices across rotation angles θ. As can be seen, the ΔTCF of the LT/1,2,3 propagation SAW device is significantly improved or smaller than that of the LT/Z propagation SAW device at all rotation angles θ. In addition, the ΔTCF of the LT/1,2,3 propagation SAW device is less Although smaller than the ΔTCF of SAW devices, these ranges are the same ranges that provide the highest Q values. Thus, for a quartz carrier substrate containing crystal orientations ranging from 55° to 80° rotated Y-cut with an X propagation direction range of 75° to 105°, an example is 66.31° with an X propagation direction of 90°. a rotated Y-cut, but with the crystal orientation rotated along the propagation direction in the range of 0° to 30°, or in the range of 150° to 210°, or in the range of 330° to 360°, K2, It may provide significantly improved performance parameters of Q, TCF and ΔTCF.

図１５は、図１０の第２の結晶方向６４を有する切断面７８の改善された性能パラメータと共に回転角θの範囲を示す。図１５では、切断面７８は、０°の回転角θを表し、切断面７８’は、第２の結晶方向６４に沿った３０°の回転角θを表し、切断面７８’’は、第２の結晶方向６４に沿った１５０°の回転角θを表す。従って、回転角θの範囲は、０°～３０°を含む第１の範囲９８、１５０°～２１０°を含む第２の範囲１００、及び３３０°～３６０°を含む第３の範囲１０２として図示されている。前述したように、第２の結晶方向６４は、水晶結晶の対称性のため、第１の結晶方向６２及び第３の結晶方向６６と同等である。従って、これらの回転角θの範囲９８、１００及び１０２は、図１０の第１の結晶方向６２及び第３の結晶方向６６に等しく適用されてもよい。 FIG. 15 shows a range of rotation angles θ with improved performance parameters for the cut surface 78 having the second crystal orientation 64 of FIG. In FIG. 15, cutting plane 78 represents a rotation angle θ of 0°, cutting plane 78′ represents a rotation angle θ of 30° along the second crystal direction 64, and cutting plane 78″ represents a rotation angle θ of 30°. represents a rotation angle θ of 150° along the crystal direction 64 of 2. Accordingly, the ranges of rotation angle θ are illustrated as a first range 98 including 0° to 30°, a second range 100 including 150° to 210°, and a third range 102 including 330° to 360°. It is As previously mentioned, the second crystal direction 64 is equivalent to the first crystal direction 62 and the third crystal direction 66 because of the symmetry of quartz crystals. Accordingly, these rotation angle θ ranges 98, 100 and 102 may apply equally to the first crystalline direction 62 and the third crystalline direction 66 of FIG.

上述したように、Ｘ伝搬方向が９０°である６６．３１°回転Ｙカット結晶方位を有する水晶キャリア基板を含むＳＡＷデバイスは、バルク弾性速度の２番目に速い最大値、ならびに性能パラメータＫ２、Ｑ、ＴＣＦ及びΔＴＣＦの改善された組み合わせを含む。ＳＡＷデバイスの水晶キャリア基板の切断面は、６６．３１°回転Ｙカット方位及び９０°のＸ伝搬方向からの多少の偏差を含んでもよく、それでも性能パラメータＫ２、Ｑ、ＴＣＦ及びΔＴＣＦの改善された組み合わせを提供するのに十分速いバルク弾性速度を提供することかできる。そのようにして、図１６は、図１０の第２の結晶方向６４の方向範囲を示す。前述したように、第２の結晶方向６４は、ＸＹ結晶面から約２３．６９°の角を含むと共にＹＺ結晶面に位置合わせされていてもよい。図１６に示したように、第２の結晶方向６４は、この方位から任意の方向に偏る場合がある。いくつかの実施形態では、偏差は、任意の方向において約１０°以下を含む。従って、ＳＡＷデバイスは、いくつかの実施形態では５５°～８０°回転Ｙカットの範囲にある、またはいくつかの実施形態では６０°～８０°回転Ｙカットの範囲にある、または６５°～８０°の範囲にある水晶キャリア基板を備えてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスは、Ｘ伝搬方向が９０°である６９°回転Ｙカットを有する水晶キャリア基板を備える。 As mentioned above, a SAW device comprising a quartz carrier substrate with a 66.31° rotated Y-cut crystal orientation with an X propagation direction of 90° showed the second fastest maximum of the bulk elastic velocity, as well as the performance parameters K2, Q , TCF and ΔTCF. The cut surface of the quartz carrier substrate of the SAW device may contain some deviation from the 66.31° rotated Y-cut orientation and the 90° X propagation direction, and still yield improved performance parameters K2, Q, TCF and ΔTCF. It is possible to provide bulk elastic velocities fast enough to provide a combination. As such, FIG. 16 shows the directional range of the second crystal direction 64 of FIG. As previously mentioned, the second crystal direction 64 may include an angle of approximately 23.69° from the XY crystal plane and be aligned with the YZ crystal plane. As shown in FIG. 16, the second crystal orientation 64 may deviate in any direction from this orientation. In some embodiments, the deviation comprises about 10° or less in any direction. Thus, the SAW device ranges from 55° to 80° rotated Y-cut in some embodiments, or from 60° to 80° rotated Y-cut in some embodiments, or from 65° to 80° rotated Y-cut. The crystal carrier substrate may be in the range of degrees. For example, in some embodiments, a SAW device comprises a quartz carrier substrate having a 69° rotated Y-cut with an X propagation direction of 90°.

上述したように、ＳＡＷデバイスは、水晶キャリア基板上に圧電層を備えてもよい。ＳＡＷが伝搬する方向における水晶キャリア基板のバルク弾性速度が（擬似）ＳＡＷデバイスの速度より速い場合、圧電層の内部に弾性エネルギーを誘導することが可能であり、バルク内へのあらゆる損失を無効化することができる。換言すれば、ＳＡＷが伝搬する方向における水晶キャリア基板のバルク弾性速度が、ＳＡＷデバイスの速度と比較してできる限り速いことが望ましい。 As mentioned above, a SAW device may comprise a piezoelectric layer on a quartz carrier substrate. If the bulk elastic velocity of the quartz carrier substrate in the direction of SAW propagation is higher than that of the (pseudo) SAW device, it is possible to induce elastic energy inside the piezoelectric layer, negating any loss into the bulk. can do. In other words, it is desirable that the bulk elastic velocity of the quartz carrier substrate in the direction of SAW propagation is as high as possible compared to the velocity of the SAW device.

図１７Ａ及び１７Ｂは、弾性エネルギーが圧電層の内部に誘導される第１のＳＡＷデバイス１０４と、弾性エネルギーが水晶キャリア基板のバルク内に放射する第２のＳＡＷデバイス１０６とにおけるバルク遮断周波数の相対位置を示す。図１７Ａは、第１のＳＡＷデバイス１０４を表す。このＳＡＷデバイスは、ＩＤＴ１０８、４２°の方位を有するＬＴの圧電層１１０、及びキャリア基板１１２を備え、このキャリア基板は、Ｘ伝搬方向が９０°である６９°回転Ｙカットを有する方位を有する水晶を含む。第１のＳＡＷデバイス１０４は、共振周波数ｆｓより少なくとも１．０７倍高いバルク遮断周波数１１４を有するように構成されている。従って、弾性エネルギー１１６は、共振周波数のときに圧電層１１０内部に反射され、誘導される。図１７Ｂは、第２のＳＡＷデバイス１０６を表す。このＳＡＷデバイスは、ＩＤＴ１１８、４２°の方位を有するＬＴの圧電層１２０、及びキャリア基板１２２を備え、このキャリア基板は、Ｘ伝搬方向が９０°である４２°回転Ｙカットを有する方位を有する水晶を含む。特に、第２のＳＡＷデバイス１０６は、共振周波数ｆｓの１．０７倍未満のバルク遮断周波数１２４を有するように構成されている。従って、弾性エネルギー１２６は、バルク波としてキャリア基板１２２内に放射し、第２のＳＡＷデバイス１０６は、共振周波数のときに低いＱを含む。このように、不等式１．０７×ｆｓ≦ｆｃを満たすようにＳＡＷデバイスが構成されることが望ましい。式中、ｆｓは共振周波数であり、ｆｃはバルク遮断周波数である。更なる実施形態では、ＳＡＷデバイスは、不等式１．０８×ｆｓ≦ｆｃ、または１．０９×ｆｓ≦ｆｃ、または１．１０×ｆｓ≦ｆｃ、または１．１１×ｆｓ≦ｆｃを満たすように構成されてもよい。 17A and 17B show relative bulk cutoff frequencies for a first SAW device 104 in which elastic energy is induced inside the piezoelectric layer and a second SAW device 106 in which elastic energy radiates into the bulk of the quartz carrier substrate. indicate position. FIG. 17A represents the first SAW device 104. FIG. The SAW device comprises an IDT 108, a piezoelectric layer 110 of LT with a 42° orientation, and a carrier substrate 112, which is an oriented quartz crystal with a 69° rotated Y-cut with a 90° X propagation direction. including. The first SAW device 104 is configured to have a bulk cutoff frequency 114 that is at least 1.07 times higher than the resonant frequency fs. Therefore, the elastic energy 116 is reflected and induced inside the piezoelectric layer 110 at the resonant frequency. FIG. 17B represents a second SAW device 106. FIG. The SAW device comprises an IDT 118, a piezoelectric layer 120 of LT with a 42° orientation, and a carrier substrate 122, which is an oriented quartz crystal with a 42° rotated Y-cut with a 90° X propagation direction. including. In particular, the second SAW device 106 is configured to have a bulk cutoff frequency 124 less than 1.07 times the resonant frequency fs. Therefore, the elastic energy 126 radiates into the carrier substrate 122 as a bulk wave, and the second SAW device 106 contains a low Q at its resonant frequency. Thus, it is desirable to configure the SAW device so as to satisfy the inequality 1.07×fs≦fc. where fs is the resonant frequency and fc is the bulk cutoff frequency. In further embodiments, the SAW device is configured to satisfy the inequality 1.08*fs≤fc, or 1.09*fs≤fc, or 1.10*fs≤fc, or 1.11*fs≤fc. may be

図１８は、いくつかの実施形態に係るＳＡＷデバイス１２８を表す。ＳＡＷデバイス１２８は、アルミニウム（Ａｌ）を含むＩＤＴ電極１３０、４２°の方位を有するＬＴの圧電層１３２、ＳｉＯ２を含む誘電体層１３４、及びキャリア基板１３６を備え、このキャリア基板は、Ｘ伝搬方向が９０°である６６．３１°回転Ｙカットを有する方位を有する水晶を含む。ＩＤＴ電極１３０は、間隔またはピッチｐ、幅ｗ、厚さｈ１、及び約ｗ／ｐ（０．５）であるデューティファクタ、すなわちＤＦを含む。中心周波数波長λは２ｐであり、厚さｈ１は約０．１λである。圧電層１３２は、約０．１５λの厚さｈ２を含み、誘電体層１３４は、約０．０λの厚さｈ３を含む（誘電体層１３４は、いくつかの実施形態では任意であることを示す）。ＳＡＷデバイス１２８が不等式１．０７×ｆｓ≦ｆｃを満たすように形状及び方位のパラメータ範囲を決定するために、ＳＡＷデバイス１２８のモデルを使用して可変パラメータでシミュレーションを実施した。上記に挙げられたパラメータ値は、シミュレーション結果に使用された中心値または初期値である。 FIG. 18 depicts a SAW device 128 according to some embodiments. The SAW device 128 comprises an IDT electrode 130 comprising aluminum (Al), a piezoelectric layer 132 of LT with an orientation of 42°, a dielectric layer 134 comprising SiO2 , and a carrier substrate 136, which is an X-propagating It contains an oriented crystal with a 66.31° rotated Y-cut whose orientation is 90°. The IDT electrodes 130 include a spacing or pitch p, a width w, a thickness h1, and a duty factor or DF that is approximately w/p (0.5). The center frequency wavelength λ is 2p and the thickness h1 is approximately 0.1λ. Piezoelectric layer 132 includes a thickness h2 of about 0.15λ, and dielectric layer 134 includes a thickness h3 of about 0.0λ (note that dielectric layer 134 is optional in some embodiments). show). A model of SAW device 128 was used to perform simulations with variable parameters to determine the parameter ranges for shape and orientation such that SAW device 128 satisfies the inequality 1.07×fs≦fc. The parameter values listed above are the central or initial values used for the simulation results.

図１９Ａは、正規化共振周波数ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の水晶キャリア基板１３６の回転角θ１の関数として表したプロットである。回転角θ１は、６６．３１°の中心回転から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（１）として表すことができる。
（１）

Figure 0007264614000001
FIG. 19A is a plot of simulation results for the normalized resonant frequency fs as a function of the rotation angle θ1 of the crystal carrier substrate 136 of FIG. The rotation angle θ1 varies from a central rotation of 66.31°. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation result can be expressed as the following function (1).
(1)
Figure 0007264614000001

図１９Ｂは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の圧電層１３２の回転角θ２の関数として表したプロットである。回転角θ２は、４２°のＬＴ方位から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（２）として表すことができる。
（２）

Figure 0007264614000002
FIG. 19B is a plot of simulation results for normalized fs as a function of rotation angle θ2 of piezoelectric layer 132 of FIG. The rotation angle θ2 varies from the LT orientation of 42°. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation result can be expressed as the following function (2).
(2)
Figure 0007264614000002

図１９Ｃは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の誘電体層１３４の（λと相対的な）厚さｈ３の関数として表したプロットである。厚さｈ３は、０．０λの値から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（３）として表すことができる。
（３）

Figure 0007264614000003
FIG. 19C is a plot of simulation results for normalized fs as a function of thickness h3 (relative to λ) of dielectric layer 134 of FIG. The thickness h3 varies from a value of 0.0λ. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation result can be expressed as the following function (3).
(3)
Figure 0007264614000003

図１９Ｄは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を、水晶基板を含まないＳＡＷデバイス、すなわちＬＴのみのＳＡＷデバイスにおける図１８の圧電層１３２の回転角θ２の関数として表したプロットである。回転角θ２は、４２°のＬＴ方位から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（４）として表すことができる。
（４）

Figure 0007264614000004
FIG. 19D is a plot of simulation results for normalized fs as a function of rotation angle θ2 of piezoelectric layer 132 of FIG. 18 in a SAW device without a quartz substrate, ie, an LT-only SAW device. The rotation angle θ2 varies from the LT orientation of 42°. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation results can be expressed as the following function (4).
(4)
Figure 0007264614000004

図１９Ｅは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８の圧電層１３２の（λと相対的な）厚さｈ２の関数として表したプロットである。厚さｈ２は、０．１５λの値から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（５）として表すことができる。
（５）
ｈ２＜０．７λのとき、

Figure 0007264614000005
ｈ２≧０．７λのとき、
Figure 0007264614000006
 FIG. 19E is a plot of simulation results for normalized fs as a function of thickness h2 (relative to λ) of piezoelectric layer 132 of FIG. The thickness h2 varies from a value of 0.15λ. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation results can be expressed as the following function (5).
(5)
When h2<0.7λ,
Figure 0007264614000005
 When h2≧0.7λ,
Figure 0007264614000006

図１９Ｆは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を図１８のＩＤＴ電極１３０の（λと相対的な）厚さｈ１の関数として表したプロットである。厚さｈ１は、０．１λの値から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（６）として表すことができる。
（６）

Figure 0007264614000007
FIG. 19F is a plot of simulation results for normalized fs as a function of thickness h1 (relative to λ) of IDT electrode 130 of FIG. The thickness h1 varies from a value of 0.1λ. fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation results can be expressed as the following function (6).
(6)
Figure 0007264614000007

図１９Ｇは、正規化ｆｓに対するシミュレーション結果を、電極幅（ｗ）と電極ピッチ（ｐ）との比として定義された図１８のＩＤＴ電極１３０のデューティファクタＤＦの関数として表したプロットである。デューティファクタＤＦは、ｗ／ｐ（０．５）から変化する。ｆｓは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（７）として表すことができる。
（７）

Figure 0007264614000008
FIG. 19G is a plot of simulation results for normalized fs as a function of duty factor DF for the IDT electrodes 130 of FIG. 18 defined as the ratio of electrode width (w) to electrode pitch (p). The duty factor DF varies from w/p(0.5). fs is normalized by the resonance frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation result can be expressed as the following function (7).
(7)
Figure 0007264614000008

図１９Ｈは、正規化遮断周波数ｆｃに対するシミュレーション結果を図１８の水晶キャリア基板１３６の回転角θ１の関数として表したプロットである。回転角θ１は、６６．３１°の中心回転から変化する。ｆｃは、全てのパラメータがその中心値または初期値であるとき、共振周波数によって正規化される。シミュレーション結果は、以下の関数（８）として表すことができる。
（８）
θ１≦６９°のとき、

Figure 0007264614000009
θ１＞６９°のとき、
Figure 0007264614000010
 FIG. 19H is a plot of simulation results for the normalized cutoff frequency fc as a function of the rotation angle θ1 of the crystal carrier substrate 136 of FIG. The rotation angle θ1 varies from a central rotation of 66.31°. fc is normalized by the resonant frequency when all parameters are at their center or initial values. The simulation results can be expressed as the following function (8).
(8)
When θ1≦69°,
Figure 0007264614000009
 When θ1>69°,
Figure 0007264614000010

上記のシミュレーション結果によれば、図１０のＳＡＷデバイス１２８の形状及び方位のパラメータ範囲は、不等式１．０７×ｆｓ≦ｆｃを満たすように選択することができる。この不等式は、以下に示すように書き直されてもよい。

Figure 0007264614000011
According to the above simulation results, the shape and orientation parameter ranges of the SAW device 128 of FIG. 10 can be selected to satisfy the inequality 1.07×fs≦fc. This inequality may be rewritten as shown below.
Figure 0007264614000011

図１９Ｈのシミュレーション結果によって示したように、遮断周波数ｆｃは、水晶キャリア基板１３６の回転角θ１が約６９°であるときにピーク値となる。この結果は、６６．３１°の回転角を考慮すれば予想外であり、先に実証したように、水晶のスローネス曲線に従ったバルク弾性速度の２番目に速い最大値を含み、従って、ｆｃの２番目に高い最大値を有することが予想されることになる。実際には、ＳＡＷデバイスは、Ｙカット水晶キャリア基板の回転角（θ１）、圧電層の回転角（θ２）、ＩＤＴの厚さ（ｈ１）、圧電層の厚さ（ｈ２）、水晶キャリア基板と圧電層との間の誘電体層の厚さ（ｈ３）、及びＩＤＴのデューティファクタ（ＤＦ）を用いて不等式１．０７×Ｆ５（θ１，θ２，ｈ２，ｈ３）×Ｆ６（ｈ１）×Ｆ７（ＤＦ）≦Ｆ８（θ１）を満たすように構成することができ、回転角が約６９°であるときにｆｃの２番目に高い最大値を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスがより高いｆｃを有することは、バルク弾性速度の２番目に速い最大値を有することより重要である。この点に関して、いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスは、Ｙカット基板をＸ軸に沿って６９°回転させることによって得られた平面を有する水晶キャリア基板を備える。６８°～７０°の範囲など、６９°から多少の偏差があっても、依然として高いｆｃが提供され得る。 As shown by the simulation results in FIG. 19H, the cutoff frequency fc reaches its peak value when the rotation angle θ1 of the crystal carrier substrate 136 is about 69°. This result is unexpected considering the rotation angle of 66.31° and, as demonstrated earlier, contains the second fastest maximum of the bulk elastic velocity according to the quartz crystal slowness curve, thus fc would be expected to have the second highest maximum value of . In practice, the SAW device has a Y-cut crystal carrier substrate rotation angle (θ1), a piezoelectric layer rotation angle (θ2), an IDT thickness (h1), a piezoelectric layer thickness (h2), and a crystal carrier substrate. Using the thickness (h3) of the dielectric layer between the piezoelectric layer and the duty factor (DF) of the IDT, the inequality 1.07×F5(θ1, θ2, h2, h3)×F6(h1)×F7( DF)≦F8(θ1) and can provide the second highest maximum value of fc when the rotation angle is about 69°. In some embodiments, having a higher fc for the SAW device is more important than having the second fastest maximum of the bulk elastic velocity. In this regard, in some embodiments the SAW device comprises a quartz carrier substrate having a planar surface obtained by rotating a Y-cut substrate 69° along the X-axis. Some deviation from 69°, such as a range of 68°-70°, can still provide high fc.

前述したように、回転角は、最大約１０°などのより大きい偏差を有してもよく、それでも改善された性能パラメータを提供することができる。そのようにして、いくつかの実施形態では、ＳＡＷデバイスは、Ｘ伝搬方向範囲が７５°～１０５°である５９°～７９°回転Ｙカットの範囲の結晶方位を含む水晶キャリア基板を含む。いくつかの実施形態では、Ｙカット回転は６６°～７２°の範囲を含んでもよい。いくつかの実施形態では、Ｘ伝播方向は８０°～１００°の範囲を含んでもよい。いくつかの実施形態では、Ｘ伝搬方向は９０°を含んでもよい。 As previously mentioned, the rotation angle may have larger deviations, such as up to about 10°, and still provide improved performance parameters. As such, in some embodiments, the SAW device includes a quartz carrier substrate comprising crystal orientations ranging from 59° to 79° rotated Y-cut with X propagation direction ranges from 75° to 105°. In some embodiments, the Y-cut rotation may include a range of 66°-72°. In some embodiments, the X propagation direction may include a range of 80°-100°. In some embodiments, the X propagation direction may include 90°.

いくつかの実施形態では、図１８のＩＤＴ電極１３０は、Ａｌ、アルミニウム－銅（Ａｌ－Ｃｕ）合金などのＡｌの合金、またはチタン（Ｔｉ）の層に続くＡｌ－Ｃｕ合金の層などの多層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＩＤＴ電極は、約０．１５λ未満の厚さを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＩＤＴ電極は、約０．１４λ未満の厚さを含む。更なる実施形態では、少なくとも１つのＩＤＴ電極は、０．０３λ～約０．１４λの範囲の厚さを含む。図１９Ａ～１９Ｈに関して上述した関数について、シミュレーションは、ＩＤＴ電極１３０が、厚さｈ１の中心値が０．１λであるＡｌを含む場合に実施された。ＩＤＴ電極１３０が、Ａｌ－Ｃｕ合金、またはＴｉの層に続くＡｌ－Ｃｕ合金の層を含む実施形態の場合、ｈ１は、以下のように変換されてもよい。Ａｌの電極の場合、ｈ１は、以下の関係に従って特徴付けることができる。
質量∝ρ１×ｈａ
ｈ１＝ρ１×ｈａ／ρ１＝ｈａ
式中、ρ１はＡｌの質量密度であり、ｈａはＡｌ電極の厚さである。従って、ｈ１は、Ａｌ電極の厚さに等しい。Ａｌ－Ｃｕ合金の層を含む電極の場合、ｈ１は、以下の関係に従って変換されてもよい。
質量∝ρ２×ｈｂ
ｈ１＝ρ２×ｈｂ／ρ１
式中、ρ１はＡｌの質量密度であり、ρ２はＡｌ－Ｃｕ合金の質量密度であり、ｈｂはＡｌ電極の厚さである。Ｔｉの層に続くＡｌ－Ｃｕ合金の層を含む電極の場合、ｈ１は、以下の関係に従って変換されてもよい。
質量∝ρ２×ｈｃ＋ρ３×ｈｄ
ｈ１＝（ρ２×ｈｃ＋ρ３×ｈｄ）／ρ１
式中、ρ１はＡｌの質量密度であり、ρ２はＡｌ－Ｃｕ合金の質量密度であり、ρ２はＴｉの質量密度であり、ｈｃはＡｌ－Ｃｕ層の厚さであり、ｈｄはチタン層の厚さである。 In some embodiments, the IDT electrode 130 of FIG. 18 comprises multiple layers such as Al, an alloy of Al such as an aluminum-copper (Al—Cu) alloy, or a layer of titanium (Ti) followed by a layer of an Al—Cu alloy. may include In some embodiments, at least one IDT electrode comprises a thickness of less than about 0.15λ. In some embodiments, at least one IDT electrode comprises a thickness of less than about 0.14λ. In a further embodiment, at least one IDT electrode comprises a thickness ranging from 0.03λ to about 0.14λ. For the functions described above with respect to FIGS. 19A-19H, simulations were performed where the IDT electrode 130 comprised Al with a thickness h1 centered at 0.1λ. For embodiments in which the IDT electrode 130 includes an Al—Cu alloy, or a layer of Al—Cu alloy followed by a layer of Ti, h1 may be transformed as follows. For Al electrodes, h1 can be characterized according to the following relationship:
Mass∝ρ1×ha
h1=ρ1×ha/ρ1=ha
where ρ1 is the mass density of Al and ha is the thickness of the Al electrode. Therefore, h1 is equal to the thickness of the Al electrode. For electrodes comprising layers of Al--Cu alloy, h1 may be transformed according to the following relationship.
Mass∝ρ2×hb
h1=ρ2×hb/ρ1
where ρ1 is the mass density of Al, ρ2 is the mass density of Al—Cu alloy, and hb is the thickness of the Al electrode. For an electrode comprising a layer of Al—Cu alloy followed by a layer of Ti, h1 may be transformed according to the relationship:
Mass∝ρ2×hc+ρ3×hd
h1=(ρ2×hc+ρ3×hd)/ρ1
where ρ1 is the mass density of Al, ρ2 is the mass density of Al—Cu alloy, ρ2 is the mass density of Ti, hc is the thickness of the Al—Cu layer, and hd is the thickness of the titanium layer. thickness.

当業者は、本開示の好ましい実施形態に対する改良及び修正を認めるであろう。全てのこのような改良及び修正は、本明細書に開示された概念及び後続する請求項の範囲内にあるとみなされる。
Those skilled in the art will recognize improvements and modifications to the preferred embodiments of this disclosure. All such improvements and modifications are considered to be within the scope of the concepts disclosed herein and the claims that follow.

Claims (24)

表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスであって、
水晶キャリア基板と、
前記水晶キャリア基板の表面上の圧電層と、
前記水晶キャリア基板に対向する前記圧電層の表面上の少なくとも１つの櫛形変換器（ＩＤＴ）とを備え、
前記水晶キャリア基板は、Ｙカット水晶基板を５５°～８０°の範囲でＸ軸に沿って回転させることによって得られた切断面を含み、伝播方向は、前記Ｘ軸を前記切断面内で７５°～１０５°の範囲で回転させることによって得られ、
前記切断面の結晶方位を、前記伝播方向に沿って０°～３０°の範囲で、または１５０°～２１０°の範囲で、または３３０°～３６０°の範囲で回転させている、ＳＡＷデバイス。 A surface acoustic wave (SAW) device comprising:
a crystal carrier substrate;
a piezoelectric layer on the surface of the quartz carrier substrate;
at least one interdigitated transducer (IDT) on a surface of the piezoelectric layer facing the quartz carrier substrate;
The crystal carrier substrate includes a cut plane obtained by rotating a Y-cut crystal substrate along the X-axis in the range of 55° to 80°, and the propagation direction is 75° within the cut plane. obtained by rotating in the range of ° to 105 ° ,
A SAW device, wherein the crystal orientation of the cut surface is rotated along the propagation direction in the range of 0° to 30°, or in the range of 150° to 210°, or in the range of 330° to 360°. . 前記切断面は、前記Ｙカット水晶基板を６０°～８０°の範囲で前記Ｘ軸に沿って回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device according to claim 1, wherein said cut plane is obtained by rotating said Y-cut quartz substrate along said X-axis within a range of 60° to 80°. 前記切断面は、前記Ｙカット水晶基板を６５°～８０°の範囲で前記Ｘ軸に沿って回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device according to claim 1, wherein said cut plane is obtained by rotating said Y-cut quartz substrate along said X-axis within a range of 65° to 80°. 前記切断面は、前記Ｙカット水晶基板を６６．３１°だけ前記Ｘ軸に沿って回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein said cut plane is obtained by rotating said Y-cut quartz substrate by 66.31[deg.] along said X-axis. 前記切断面は、前記Ｙカット水晶基板を６９°だけ前記Ｘ軸に沿って回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein said cut plane is obtained by rotating said Y-cut quartz substrate by 69[deg.] along said X-axis. 前記伝播方向は、前記Ｘ軸を８０°～１００°の範囲で回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of claim 1, wherein said propagation direction is obtained by rotating said X-axis between 80° and 100°. 前記伝播方向は、前記Ｘ軸を８７°～９３°の範囲で回転させることによって得られる、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of claim 1, wherein said propagation direction is obtained by rotating said X-axis between 87° and 93°. 前記圧電層の厚さは、前記少なくとも１つのＩＤＴのＩＤＴ周期の２倍未満である、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein the thickness of said piezoelectric layer is less than twice the IDT period of said at least one IDT. 前記圧電層の厚さは、前記少なくとも１つのＩＤＴのＩＤＴ周期の１倍未満である、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein the thickness of said piezoelectric layer is less than 1 times the IDT period of said at least one IDT. 前記圧電層の厚さは、前記少なくとも１つのＩＤＴのＩＤＴ周期の約７０％未満である、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein the thickness of said piezoelectric layer is less than about 70% of the IDT period of said at least one IDT. 前記少なくとも１つのＩＤＴは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of Claim 1, wherein the at least one IDT comprises aluminum or an aluminum alloy. 前記少なくとも１つのＩＤＴの厚さは、ＩＤＴ周期の約１５％未満である、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein the thickness of said at least one IDT is less than about 15% of the IDT period. 前記少なくとも１つのＩＤＴの厚さは、ＩＤＴ周期の３％～１４％の範囲にある、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of claim 1, wherein the thickness of said at least one IDT is in the range of 3% to 14% of the IDT period. 前記圧電層は、Ｙ～Ｙ＋６０°の間の方位を有するタンタル酸リチウムを含む、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of claim 1, wherein the piezoelectric layer comprises lithium tantalate with an orientation between Y and Y+60°. 前記圧電層は、Ｙ－２０°～Ｙ＋６０°の間の方位を有するニオブ酸リチウムを含む、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 The SAW device of claim 1, wherein the piezoelectric layer comprises lithium niobate with an orientation between Y-20° and Y+60°. 前記水晶キャリア基板と前記圧電層との間に前記水晶キャリア基板の前記表面上の１つ以上の層を更に備える、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, further comprising one or more layers on said surface of said quartz carrier substrate between said quartz carrier substrate and said piezoelectric layer. 前記１つ以上の層は、少なくとも１つの酸化ケイ素層を含む、請求項１６に記載のＳＡＷデバイス。 17. The SAW device of claim 16 , wherein said one or more layers comprise at least one silicon oxide layer. 前記酸化ケイ素は、フッ化物またはホウ素原子を含む不純物でドーピングされている、請求項１７に記載のＳＡＷデバイス。 18. The SAW device of claim 17 , wherein said silicon oxide is doped with impurities including fluoride or boron atoms. 前記少なくとも１つの櫛形変換器は、１つ以上の誘電体層の内部に埋め込まれている、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein said at least one comb transducer is embedded within one or more dielectric layers. 前記１つ以上の誘電体層は酸化ケイ素を含む、請求項１９に記載のＳＡＷデバイス。 20. The SAW device of Claim 19 , wherein said one or more dielectric layers comprise silicon oxide. 前記酸化ケイ素は、フッ化物またはホウ素原子を含む不純物でドーピングされている、請求項２０に記載のＳＡＷデバイス。 21. The SAW device of claim 20 , wherein said silicon oxide is doped with impurities containing fluoride or boron atoms. 遮断周波数は、共振周波数より少なくとも１．０７倍高い、請求項１に記載のＳＡＷデバイス。 2. The SAW device of claim 1, wherein the cutoff frequency is at least 1.07 times higher than the resonant frequency. 前記Ｙカット水晶基板（θ１）の回転角、前記圧電層の回転角（θ２）、前記少なくとも１つのＩＤＴの厚さ（ｈ１）、前記圧電層の厚さ（ｈ２）、前記水晶キャリア基板と前記圧電層との間の誘電体層の厚さ（ｈ３）、及び前記ＩＤＴのデューティファクタ（ＤＦ）は、不等式
Figure 0007264614000012
 を満たし、
式中、
Figure 0007264614000013
 であり、
ｈ２＜０．７λのとき、
Figure 0007264614000014
 ｈ２≧０．７λのとき、
Figure 0007264614000015
 θ１≦６９°のとき、
Figure 0007264614000016
 θ１＞６９°のとき、
Figure 0007264614000017
 である、請求項２２に記載のＳＡＷデバイス。 rotation angle of the Y-cut crystal substrate (θ1), rotation angle of the piezoelectric layer (θ2), thickness of the at least one IDT (h1), thickness of the piezoelectric layer (h2), the crystal carrier substrate and the The thickness of the dielectric layer (h3) between the piezoelectric layer and the duty factor (DF) of the IDT are given by the inequality
Figure 0007264614000012
 The filling,
During the ceremony,
Figure 0007264614000013
 and
When h2<0.7λ,
Figure 0007264614000014
 When h2≧0.7λ,
Figure 0007264614000015
 When θ1≦69°,
Figure 0007264614000016
 When θ1>69°,
Figure 0007264614000017
 23. The SAW device of claim 22 , wherein: 表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスであって、
水晶キャリア基板と、
前記水晶キャリア基板の表面上の圧電層と、
前記水晶キャリア基板に対向する前記圧電層の表面上の少なくとも１つの櫛形変換器（ＩＤＴ）とを備え、
前記水晶キャリア基板の切断面は、
αが－５５°～－６５°の範囲にあり、βが１８°～２８°の範囲にあり、γが８５°～９５°の範囲にある；または
αが－５°～５°の範囲にあり、βが－１８°～－２８°の範囲にあり、γが－８５°～－９５°の範囲にある；または
αが５５°～６５°の範囲にあり、βが１８°～２８°の範囲にあり、γが８５°～９５°の範囲にある、
のうちの少なくとも１つのオイラー角（α、β、γ）を有する結晶方位を含み、
前記切断面の前記結晶方位を、伝播方向に沿って０°～３０°の範囲で、または１５０°～２１０°の範囲で、または３３０°～３６０°の範囲で回転させている、前記ＳＡＷデバイス。 A surface acoustic wave (SAW) device comprising:
a crystal carrier substrate;
a piezoelectric layer on the surface of the quartz carrier substrate;
at least one interdigitated transducer (IDT) on a surface of the piezoelectric layer facing the quartz carrier substrate;
The cut surface of the crystal carrier substrate is
α is in the range of −55° to −65°, β is in the range of 18° to 28°, and γ is in the range of 85° to 95°; or α is in the range of −5° to 5° Yes with β ranging from −18° to −28° and γ ranging from −85° to −95°; or α ranging from 55° to 65° and β ranging from 18° to 28° and γ is in the range of 85° to 95°,
containing crystal orientations having at least one Euler angle (α, β, γ) of
The SAW device, wherein the crystal orientation of the cut surface is rotated along the propagation direction in the range of 0° to 30°, or in the range of 150° to 210°, or in the range of 330° to 360°. .
JP2018194054A 2017-10-23 2018-10-15 Crystal orientation for inductive SAW devices Active JP7264614B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762575819P 2017-10-23 2017-10-23
US62/575,819 2017-10-23
US16/037,259 2018-07-17
US16/037,259 US11206007B2 (en) 2017-10-23 2018-07-17 Quartz orientation for guided SAW devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019080313A JP2019080313A (en) 2019-05-23
JP7264614B2 true JP7264614B2 (en) 2023-04-25

Family

ID=63685678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018194054A Active JP7264614B2 (en) 2017-10-23 2018-10-15 Crystal orientation for inductive SAW devices

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11206007B2 (en)
EP (1) EP3474447B1 (en)
JP (1) JP7264614B2 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8735219B2 (en) 2012-08-30 2014-05-27 Ziptronix, Inc. Heterogeneous annealing method and device
TWI737811B (en) * 2016-11-25 2021-09-01 日商日本碍子股份有限公司 Junction body
CN110521118B (en) * 2017-04-17 2023-04-28 株式会社村田制作所 Elastic wave device, high-frequency front-end circuit, and communication device
US11206007B2 (en) 2017-10-23 2021-12-21 Qorvo Us, Inc. Quartz orientation for guided SAW devices
WO2019124128A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 株式会社村田製作所 Acoustic wave device, high frequency front end circuit and communication device
WO2019138811A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 株式会社村田製作所 Elastic wave device, multiplexer, a high-frequency front end circuit, and communication device
US11323089B2 (en) * 2018-06-15 2022-05-03 Resonant Inc. Filter using piezoelectric film bonded to high resistivity silicon substrate with trap-rich layer
WO2020010056A1 (en) 2018-07-03 2020-01-09 Invensas Bonding Technologies, Inc. Techniques for joining dissimilar materials in microelectronics
JP2022512700A (en) * 2018-10-16 2022-02-07 国立大学法人東北大学 Elastic wave device
JP7205551B2 (en) * 2018-12-06 2023-01-17 株式会社村田製作所 Acoustic wave device
WO2021006056A1 (en) * 2019-07-05 2021-01-14 株式会社村田製作所 Elastic wave device, high-frequency front-end circuit, and communication device
JP7510416B2 (en) 2019-07-05 2024-07-03 株式会社村田製作所 Acoustic wave device, high frequency front-end circuit and communication device
CN115943489A (en) 2020-03-19 2023-04-07 隔热半导体粘合技术公司 Dimension compensation control for direct bonded structures
CN114070235A (en) * 2020-08-06 2022-02-18 联华电子股份有限公司 Semiconductor module and method for manufacturing the same
CN112737541B (en) * 2020-12-24 2023-09-29 北京航天微电科技有限公司 TC-SAW resonator, manufacturing method and filter
WO2022264933A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 株式会社村田製作所 Elastic wave device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086639A1 (en) 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 Elastic wave device and production method thereof
JP2016184900A (en) 2015-03-26 2016-10-20 株式会社村田製作所 Surface acoustic wave filter
US20170222622A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 Triquint Semiconductor, Inc. Surface acoustic wave device having a piezoelectric layer on a quartz substrate and methods of manufacturing thereof

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4600853A (en) 1985-08-23 1986-07-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Saw-CTD serial to parallel imager and waveform recorder
FR2682833B1 (en) 1991-10-18 1993-12-03 Thomson Csf SURFACE WAVE FILTER WITH FOLDED ACOUSTIC PATH.
US5384477A (en) 1993-03-09 1995-01-24 National Semiconductor Corporation CMOS latchup suppression by localized minority carrier lifetime reduction
JP3435789B2 (en) 1993-03-15 2003-08-11 松下電器産業株式会社 Surface acoustic wave device
US5446330A (en) * 1993-03-15 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device having a lamination structure
EP0762640B1 (en) 1995-09-01 2001-02-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
JP3196678B2 (en) 1997-02-07 2001-08-06 株式会社村田製作所 Surface wave device
FR2774826B1 (en) 1998-02-06 2000-05-05 Thomson Csf SURFACE ACOUSTIC WAVE RESONATOR FILTER
FR2788176B1 (en) 1998-12-30 2001-05-25 Thomson Csf GUIDED ACOUSTIC WAVE DEVICE IN A THIN LAYER OF PIEZOELECTRIC MATERIAL ADHESED BY A MOLECULAR ADHESIVE ONTO A CARRIER SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD
JP2002076835A (en) 2000-08-31 2002-03-15 Seiko Epson Corp Surface acoustic wave element
AUPR511401A0 (en) 2001-05-21 2001-06-14 Microtechnology Centre Management Limited Surface acoustic wave device
AUPR507601A0 (en) 2001-05-21 2001-06-14 Microtechnology Centre Management Limited Surface acoustic wave sensor
US7105980B2 (en) 2002-07-03 2006-09-12 Sawtek, Inc. Saw filter device and method employing normal temperature bonding for producing desirable filter production and performance characteristics
DE102004045181B4 (en) 2004-09-17 2016-02-04 Epcos Ag SAW device with reduced temperature response and method of manufacture
JP4657002B2 (en) 2005-05-12 2011-03-23 信越化学工業株式会社 Composite piezoelectric substrate
JPWO2007004661A1 (en) 2005-06-30 2009-01-29 エプソントヨコム株式会社 Surface acoustic wave device
JP2007028538A (en) 2005-07-21 2007-02-01 Tdk Corp Surface acoustic wave device
CN101401208A (en) 2006-03-15 2009-04-01 皇家飞利浦电子股份有限公司 Semiconductor device for radiation detection
WO2008078481A1 (en) 2006-12-25 2008-07-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic boundary-wave device
JP4316632B2 (en) * 2007-04-16 2009-08-19 富士通メディアデバイス株式会社 Surface acoustic wave device and duplexer
US8115365B2 (en) 2008-04-15 2012-02-14 Ngk Insulators, Ltd. Surface acoustic wave devices
JP5392258B2 (en) 2008-07-11 2014-01-22 パナソニック株式会社 Sheet wave element and electronic device using the same
US8035464B1 (en) 2009-03-05 2011-10-11 Triquint Semiconductor, Inc. Bonded wafer SAW filters and methods
WO2010125873A1 (en) 2009-04-28 2010-11-04 京セラ株式会社 Elastic wave device and manufacturing method thereof
WO2010125934A1 (en) 2009-04-30 2010-11-04 株式会社村田製作所 Elastic wave device
WO2011037145A1 (en) 2009-09-25 2011-03-31 株式会社村田製作所 Surface acoustic wave device
KR101340310B1 (en) 2009-10-13 2013-12-12 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Elastic surface-wave device
US8456257B1 (en) 2009-11-12 2013-06-04 Triquint Semiconductor, Inc. Bulk acoustic wave devices and method for spurious mode suppression
JP5659708B2 (en) 2010-11-08 2015-01-28 三菱電機株式会社 Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
CN103283147B (en) * 2010-12-24 2016-09-21 株式会社村田制作所 Acoustic wave device and manufacture method thereof
CN103119847B (en) 2010-12-28 2016-01-20 京瓷株式会社 Elastic wave device and use the acoustic wave device of this elastic wave device
JP5931868B2 (en) 2011-06-28 2016-06-08 京セラ株式会社 Elastic wave device and elastic wave device using the same
JP5783256B2 (en) 2011-08-26 2015-09-24 株式会社村田製作所 Piezoelectric device and method for manufacturing piezoelectric device
JP5797979B2 (en) 2011-08-31 2015-10-21 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
JP5811276B2 (en) 2012-05-17 2015-11-11 株式会社村田製作所 Surface acoustic wave device
CN104380601B (en) 2012-06-22 2016-12-21 株式会社村田制作所 Acoustic wave device
KR101511001B1 (en) 2012-11-14 2015-04-10 엔지케이 인슐레이터 엘티디 Composite substrate
DE112014001537B4 (en) 2013-03-21 2018-06-28 Ngk Insulators, Ltd. Composite substrates for acoustic wave elements and acoustic wave elements
JP2015109574A (en) 2013-12-05 2015-06-11 株式会社村田製作所 Longitudinal coupling resonator type surface acoustic wave filter and communication instrument
US10148245B2 (en) * 2015-06-25 2018-12-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device
US10381998B2 (en) 2015-07-28 2019-08-13 Qorvo Us, Inc. Methods for fabrication of bonded wafers and surface acoustic wave devices using same
US10128814B2 (en) 2016-01-28 2018-11-13 Qorvo Us, Inc. Guided surface acoustic wave device providing spurious mode rejection
US11095266B2 (en) 2016-10-07 2021-08-17 Qorvo Us, Inc. Slanted apodization for acoustic wave devices
US10848121B2 (en) 2016-10-14 2020-11-24 Qorvo Us, Inc. Guided SAW device
US10924086B2 (en) 2016-10-14 2021-02-16 Qorvo Us, Inc. Surface acoustic wave (SAW) device with antireflective structure
US10924085B2 (en) 2016-10-17 2021-02-16 Qorvo Us, Inc. Guided acoustic wave device
US11206007B2 (en) 2017-10-23 2021-12-21 Qorvo Us, Inc. Quartz orientation for guided SAW devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086639A1 (en) 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 Elastic wave device and production method thereof
JP2016184900A (en) 2015-03-26 2016-10-20 株式会社村田製作所 Surface acoustic wave filter
US20170222622A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 Triquint Semiconductor, Inc. Surface acoustic wave device having a piezoelectric layer on a quartz substrate and methods of manufacturing thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Michio Kadota，Improved Quarlity Factor of Hetero Acoustic Layer (HAL) SAW Resonator Combining LiTaO3 Thin Plate and Quartz Substrate，2017 IEEE International Ultrasonic Symposium，米国，IEEE，2017年09月06日

Also Published As

Publication number Publication date
US11742826B2 (en) 2023-08-29
US20190123709A1 (en) 2019-04-25
US11206007B2 (en) 2021-12-21
JP2019080313A (en) 2019-05-23
EP3474447B1 (en) 2022-09-14
EP3474447A1 (en) 2019-04-24
US20220077838A1 (en) 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7264614B2 (en) Crystal orientation for inductive SAW devices
JP7317068B2 (en) Surface acoustic wave device including piezoelectric layer on quartz substrate and manufacturing method thereof
US11309861B2 (en) Guided surface acoustic wave device providing spurious mode rejection
JP7229574B2 (en) elastic wave device
JP3892370B2 (en) Surface acoustic wave element, filter device, and manufacturing method thereof
JP4419961B2 (en) Boundary acoustic wave device
EP2773040B1 (en) Surface acoustic wave device
US7323803B2 (en) Boundary acoustic wave device
CN111953309B (en) Surface acoustic wave element, filter circuit, and electronic component
JP7292327B2 (en) Surface acoustic wave element, surface acoustic wave element device, and manufacturing method of bonding substrate
US8115561B2 (en) Lamb-wave resonator and oscillator
US9843304B2 (en) Transducer with bulk waves surface-guided by synchronous excitation structures
KR20130086378A (en) Elastic wave device and production method thereof
JP4109877B2 (en) Surface acoustic wave functional element
CN112929004B (en) Acoustic resonator, filter, multiplexer and wafer
EP1940021A1 (en) Elastic surface wave device, module device, oscillation circuit, and elastic surface wave device fabrication method
JP2002100959A (en) Surface acoustic wave device
EP1909392A1 (en) Boundary acoustic wave device
WO2019082806A1 (en) Acoustic wave element
JP2003273691A (en) Surface acoustic wave device
Grigorievski et al. P3I-6 Interface Leaky Longitudinal Waves in Lithium Niobate and Lithium Tantalate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230407

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230413

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7264614

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150